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Application of Lattice Boltzmann Method to Simulate Forest Edge

Advances in Applied Mathematics and Mechanics 2023年第2期15卷 376-401页

作者： Jie Wei Jianjun Wu An Jiang Kun Wan Key Laboratory of Mechanics on Disaster and Environment inWestern China Attached to the Ministry of Education of ChinaLanzhou UniversityLanzhouGansu 730000China College of Civil Engineering and Mechanics Lanzhou UniversityLanzhouGansu 730000China Shenzhen TenFong Technology Co. LtdGuangdongChina ZhongJiao TianHe Machinery Equipment Manufacturing Co.LTD SuzhouJiangsuChina

This study is focused on the forest edge flow by using numerical *** model the effects of a forest canopy on airflow,source terms are introduced into the governing *** lattice Boltzmann method in conjunction with the standard k-εmodel is applied to solve the turbulent wind *** order to perform the simulation on non-uniform grids,the Taylor series expansion and least square based lattice Boltzmann method(TLLBM)is adopted to improve the accuracy and computational *** present method and code are verified with an earlier forest edge simulation.A series of forest canopies are established to explore the impacts of canopy morphology on wind *** canopies cover 3 canopy architectures and the Leaf Area Index(LAI)ranges from 2.0 to *** further study is carried out by adjusting the canopy foliage amount and the canopy *** present study demonstrates the potential of lattice Boltzmann method to simulate the high Re number forest edge *** impacts of canopy morphology on zero plane displacement,aerodynamic roughness length,friction wind velocity,permeability coefficient,wall-shear stress are illustrated in *** results show that the canopy sub-layer wind field,especially the wind velocity profiles within and above the forest canopy,are mainly determined by canopy morphology.

关键词： Forest edge lattice Boltzmann method non-uniform grids canopy morphology

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