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近阈值输沙对不同尺度湍流结构的响应研究

大气边界层；风沙运动；阈值风速；间歇性输沙；壁模型大涡模拟

阈值风速附近的间歇性输沙是常见的风蚀事件，其可以缓慢侵蚀地表土壤，是导致大气环境恶化的主要因子。然而，目前对风沙输运的研究主要集中在连续输沙的稳态风沙流，基于此提出的输沙模型在应用至近阈值输沙的预测时往往存在较大偏差。研究近阈值风沙输运规律是解决上述问题的主要途径。本文采用湍流风沙运动壁模型大涡模拟和点颗粒拉格朗日相耦合的方法，开展不同颗粒粒径组成和边界层厚度下的三维风沙流数值模拟，揭示了近阈值输沙的标度率。研究有助于深入理解高雷诺数两相壁湍流中不同尺度湍流结构对颗粒作用的物理机制，并且为风成灾害的有效防治提供理论依据。