青藏鐵路錯那湖段擋沙墻風沙兩相流數值模擬

作者：周琪智,趙洋,高廣磊,丁國棟,張英

摘要：青藏鐵路錯那湖段風沙災害嚴重,科學評價和系統優化鐵路防護體系對于保障青藏鐵路安全運行具有重要意義。基于野外調查和計算流體力學,采用Fluent歐拉雙方程模型模擬錯那湖段擋沙墻周圍風沙兩相流運動。結果表明:(1)在無沙物質沉降時,擋沙墻后遮蔽效應區面積可達65.34%;隨沙物質不斷沉積,起始沉積位置前移,防護效益逐漸減弱。(2)流場可劃分為7個功能區,沙物質在耗散減速區、渦旋沉降區發生減速、沉降。(3)擋沙墻周圍沙物質受渦旋作用,在1~1.5倍擋沙墻高度范圍內開始沉積,第二道擋沙墻后沙物質堆積體積大于第一道。(4)上部傾斜、下部大孔隙的新型擋沙墻,可使起始沉積位置后移1.47倍,提高防護效益1.32倍以上。渦量生成與擋沙墻結構存在密切關系,風沙兩相流能量在擋沙墻附近大量損耗,沙物質在旋流中沉降堆積,靠近路基擋沙墻存在被掩埋風險。研究可為沙漠鐵路風沙災害防護體系建設提供理論依據和科學支撐。

發文機構：北京林業大學 北京林業大學

關鍵詞：風沙災害計算流體力學防護體系渦旋作用wind-sand disastercomputational fluid dynamicsprotection systemvortex effect

分類號： X169[環境科學與工程—環境科學]