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风沙区高速公路波形梁护栏附属设施影响下的气流变化及蚀积特征

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为揭示风沙地区高速公路波形梁护栏对气流的影响,探究护栏影响下的高速公路路面积沙原因,文中采用Realizable k-ε方程结合增强壁面函数模型对路面波形梁护栏作用下的气流流场进行模拟,分析波形梁护栏影响下的三维气流场.结果表明:气流通过波形梁护栏时,在护栏底部和顶部受压加速,护栏正后方受到加速气流的分离填补,在护栏后侧形成对称涡,近地表气流向y+方向扩散形成上升流,地表剪切力增大,涡耗散消失后,地表气流动能最小.随着来流气流速度增加,护栏后方的涡呈现作用范围增大且涡周期脱落趋势.对照波形梁护栏影响下的气流特征和野外护栏影响下的积沙堆积部位有很好的映证关系,即风速在6-7m/s时,积沙部位在护栏后方2.5H处,即涡流耗散的边界.针对于三维风速和湍流难以直观测量的困难,该模拟计算为认识下空上密型构造物对流体的影响提供了方法和思路.
Air flow variation and erosion characteristics under the influence of the W-beam guardrail of the expressway in aeolian sand area

王翠、李生宇、朱丽、戚跃、贾文茹

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内蒙古科技大学包头师范学院,包头014030

中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐830000

北京工业大学耿丹学院,北京101301

河北地质大学土地科学与空间规划学院,石家庄050031

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气流特征 波形梁护栏 下空上密结构 风沙区

内蒙古自治区自然科学基金包头师范学院高层次人才引进科研启动基金校级黄河流域生态保护与高质量发展研究院项目河北省自然科学基金青年项目

2021 BS04004BTTCRCQD2020-010BSYHY202204D2019403168

2023

10.13448/j.cnki.jalre.2023.124

干旱区资源与环境
中国自然资源学会干旱半干旱地区研究委员会　内蒙古农业大学

干旱区资源与环境

CSSCICSCDCHSSCD北大核心
影响因子：1.492
ISSN：1003-7578
年,卷(期)：2023.37(5)
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