沙漠公路风洞实验与数值模拟：防沙设计的关键流场分析

本文主要探讨了沙漠公路近壁流场的风洞实验与数值模拟在防沙优化设计中的应用。作者们采用了风洞实验与数值计算相结合的方法，针对沙漠环境中特有的挑战，即高速气流与公路表面的相互作用，对公路边坡比、宽度、高度以及风向与公路走向之间的角度等因素对流场结构的影响进行了深入研究。 首先，研究团队构建了一个二维湍流模型，这个模型旨在模拟沙漠公路周围的风场结构，这在数值计算中是至关重要的，因为它能够准确地预测风速、风压和涡旋等流动特性。他们选择了Fluent软件作为计算工具，该软件是一款广泛应用于流体力学模拟的高级软件，其强大的求解器和边界条件处理能力使得复杂流场的模拟成为可能。 风洞实验是验证和优化数值模拟结果的重要手段。通过在风洞实验室中设置与实际公路相似的模型，研究人员可以观察和测量真实情况下风的流动情况。通过对比风洞实验数据，他们能够验证模型的准确性和可靠性，同时也为优化公路设计提供了实证依据。 具体到研究内容，论文关注了公路边坡比的变化如何改变风的流动路径，从而影响到公路两侧的积沙情况。较高的边坡可能导致风速增大，增加风蚀力；公路宽度和高度的调整也会影响风的扩散程度和局部风速，这对防止风沙对公路的侵蚀至关重要。此外，风向与公路走向的夹角对风的偏转和集中效应有显著影响，设计合理的道路布局能有效降低风沙对公路的危害。 总结来说，这篇文章不仅揭示了沙漠公路近壁流场的物理规律，还为工程实践提供了科学的防沙策略指导。通过将风洞实验和数值模拟相结合，研究人员能够为沙漠公路的设计者提供更精确的风场模拟结果，帮助他们做出更加合理和有效的防沙措施，从而确保公路的长期稳定和安全运行。