基于FLUENT的活动板房室内沙尘浓度分布规律数值模拟

摘要

在中国，土地荒漠化的形式十分严峻，根据调查结果表明：我国有将近27％的土地面积受到土地荒漠化的影响，每年因荒漠化造成的损失非常巨大。随着西部大开发战略在我国的实行，大西北已然成为国家重点投资建设的地区，而对西北方向的荒漠治理以及开垦已经成为我国当今最主要的课题之一。目前，在建筑领域，对沙漠内的建筑在风沙流作用下的研究非常少，本文通过对沙漠内的活动板房以及周边风场情况进行详细调查，并运用大型软件FLUENT对活动房内的通风情况，以及沙粒吹入室内后的浓度分布进行数值模拟。主要研究如下：　　1.收集相关文献，对前人的研究进行总结，认识风沙流对沙漠内建筑的危害。在流体动力学及风沙物理学的理论基础上，学习大型商业软件FLUENT，对活动房内的风场以及风沙共同作用下沙粒浓度变化进行数值模拟。　　2.利用FLUENT软件对活动房内的进风流场进行了模拟，采用标准化k??模型，确定边界条件以及各类参数，对三维活动房内的流场进行数值模拟，研究室内风场的速度分布规律。　　3.基于气-固两相流理论，利用FLUENT软件，设置k??模型和离散相模型，模拟对室内通风及喷入沙粒后，沙粒在重力的作用下沉降在地面，沙粒在地面的浓度分布和变化，为了更加准确地研究地面沙粒的分布规律,将活动房地面沿坐边轴X方向详细划分为5个基准面，观察沙粒的最高浓度在这几个面上随时间的变化规律。　　4.在不改变其他固定参数的情况下，改变喷入室内的沙粒的质量流率及风速，观察在不同质量流率下，沙粒在室内最高浓度随时间的变化曲线，以及在不同风速下，观察沙粒排出的时间，分析沙粒的排出效率。对进一步研究沙漠内建筑物的集沙问题有一定的工程应用意义和参考价值。

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