正弦形沙丘背风坡回流区特性研究

来源：上海理工大学学报杂志2020年第1期北京时间：

作者：祁紫薇

单位：上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093;上海理工大学 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室，上海 200093,上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093;上海理工大学 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室，上海 200093,上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093;上海理工大学 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室，上海 200093,上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093;上海理工大学 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室，上海 200093

摘要：利用开源计算流体力学软件OpenFOAM的标准k-ε湍流模型，对沙丘表面流场进行数值模拟，获得了距沙丘表面不同高度的流场速度分布曲线，考察了沙丘背风坡回流区特性受沙丘高度和宽度的影响，分析了回流区形成的原因。结果表明：沙丘高度较低时，在背风坡贴近沙丘表面的区域气流速度先降低后增加；随着沙丘高度的增加，背风坡气流速度降低更为迅速，气流不稳定，出现回流区。研究还发现：在沙丘宽度或高度一定的情况下，随着宽高比的增加，回流区尺度减小；回流区尺度不仅取决于宽高比，还取决于沙丘宽度与高度的数值。沙丘背风坡回流区萌生时，贴近沙丘表面出现一系列小涡，减小沙丘宽高比，涡的尺度增大、强度增加，演变为回流区。

关键词：正弦形沙丘;流场;回流区;数值模拟

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51206113，51776128，51576130）；上海市科委科研计划项目（13DZ2260900）