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几种典型戈壁床面风沙流特性比较被引量：23: 2012年; 通过不同材料覆盖的戈壁床面风沙流特性风洞模拟实验,发现对于棱角状砾石戈壁床面,地表动力学粗糙度随风速的增加而增加;而卵石床面,地表动力学粗糙度随风速的增加呈减小趋势。戈壁床面风速随高度的分布同样满足对数规律,棱角状砾石床面对风速的减弱程度相对于卵石床面更趋于显著。沙粒与戈壁床面棱角状砾石发生碰撞时其起跳高度增大,引起含沙量随高度分布不再满足流沙地表的指数衰减规律,而呈"象鼻效应",出现拐点。戈壁地表输沙率与风速服从幂函数关系,但其幂指数远大于流沙地表。输沙率与风速之间幂函数关系中幂指数的取值主要受控于地表粒度组成。; 屈建军张克存张伟民廖空太牛清河韩庆杰; 关键词：风速廓线流场结构风洞模拟戈壁

砾石覆盖对边界层风速梯度的影响被引量：6: 2012年; 通过莫高窟窟顶野外风洞实验对不同覆盖度砾石床面风速梯度的变化规律进行了研究。结果表明,床面砾石平均高度以下风速梯度随砾石覆盖度变化比较杂乱,而砾石平均高度以上风速梯度随覆盖度增加呈现出有规律的变化。从覆盖度5%到35%风速逐渐减小,40%～80%趋于稳定,35%最小。据此,大气边界层可明显分为两层,约以砾石平均高度为界,下层定义为粗糙亚层,上层定义为惯性亚层。粗糙亚层风速梯度随砾石间距高度比D/H值的变化同样比较杂乱;惯性亚层风速梯度随砾石间距高度比D/H值的变化规律比较一致:风速在D/H值0.3～1.5段趋于稳定,2.0～4.0段风速逐渐增大,1.5处风速最小。另外,对砾石床面不同高度阻风效应的计算表明,砾石床面的阻风作用在砾石床面表面附近最强(0.75 H～1.1 H),粗糙亚层阻风作用随高度增大而增大,惯性亚层阻风作用随高度增大逐渐减小。该粒径砾石阻风效应最优间距高度比D/H值为1.5,最优间距为3cm,最优覆盖度为35%,为砾石防沙工程的铺设提供了一定的参考作用。; 谭立海张伟民安志山李建国

复杂风况条件下戈壁输沙量变化规律的研究被引量：17: 2011年; 戈壁输沙量与输沙势的定量关系一直是风沙地貌及风沙工程的关键科学问题之一。对莫高窟顶戈壁输沙量的长期监测(2008年5月至2009年4月)结果表明,窟顶戈壁输沙势为129VU,窟顶北侧的总输沙量约905kg.m-1左右。其中,偏东风输沙量达500 kg.m-1,偏西风输沙量达320 kg.m-1。当风速大于11 m.s-1时,戈壁风沙发生长距离的输送,偏西风可将265 kg.m-1的沙量输送到窟区,偏东风可将410 kg.m-1的沙量吹回到鸣沙山。根据本区偏东风强盛,且偏东风戈壁输沙量大于偏西风输沙量的特点,提出了以固为主,输导结合的莫高窟风沙防治的主导思路。认为在窟顶构建一个既能阻截沙物质,又能对阻截的沙物质进行输导的人工戈壁床面是完全可行的。; 张伟民王涛汪万福张国彬邱飞詹鸿涛; 关键词：输沙量输沙势戈壁

不同砾石盖度戈壁床面动力学特征研究被引量：15: 2012年; 利用野外车载移动式风洞,对莫高窟顶不同砾石盖度戈壁床面的动力学特征进行了实地模拟实验。结果表明:砾石盖度直接决定戈壁床面的粗糙元数量和分布状况,进而影响近地表风速廓线、摩阻速度、床面粗糙度和剪切力;随着风洞进口指示风速的增加,摩阻速度呈线性递增,而动力学粗糙度在波动中呈下降趋势;相同高度,随着砾石盖度的增加,近地表风速逐渐降低,而摩阻速度、动力学粗糙度和剪切力呈线性增加;当床面盖度增加至35%时,动力学粗糙度达到0.30 cm,摩阻速度相应提高到0.93 cm/s,床面剪切力增加至1.11 N/cm。; 张克存张伟民屈建军安志山谭立海; 关键词：戈壁风速廓线

不同排列形式堆积体风蚀率测算被引量：1: 2013年; 使用数值模拟方法获得单一、列状和片状分布3种排列形式圆锥状堆积体的表面流场,结合美国环境保护署(EPA)的风蚀测算公式,计算了不同风速条件下堆积体相对于平面风蚀源的风蚀率调整系数。结果表明,堆积体的尺寸、排列形式对风蚀影响显著。单位面积上,高度6m的单一堆积体比高度为1.83m,与风向垂直的列状堆积体风蚀率大10%。单一堆积体表面存在明显的加速区,有6%的面积25cm高度表面风速大于10m高度的来流风速,导致风蚀加剧,计算的4种风速条件下风蚀率是相同占地面积水平风蚀面的2.47～4.75倍;列状分布的风蚀率与风向相关,风向垂直时的风蚀率是平行条件下的1.5～2倍;片状分布的风蚀率为平面风蚀的1.53～2.38倍。在生产工作中,应注意控制堆积体高度,并尽量采取集中放置,可减小风蚀。; 柳本立屈建军宁堆虎俎瑞平; 关键词：堆积体数值模拟

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中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-EW-313)