风沙运动的散体动力学模型及其动力学过程研究

摘要

本文提出把风沙运动看作,风是散体沙粒运动的原动力,使沙粒在一定的空间和地形中的运动过程,在一定尺度的时空内,把它当作一个离散系统,运用DEM(散体单元法)结合相关学科的有关研究方法和知识,依照系统中风场对沙粒的作用机制,确立沙粒与沙粒之间以及沙粒与沙床之间的本构关系,设立相应的边界条件,建立风—沙粒—沙床的离散系统的散体动力学模型.从单颗沙粒这一基本尺度出发,对风沙系统的动力学过程做较深层次的研究.实现对风沙运动研究中有重大意义的问题在同一的散体模型中进行研究;对风沙运动过程中沙粒所表现出的各种运动方式作为风沙系统的动力学的同一问题进行整体描述.建立相应的实验模型,对散体动力学模型的理论模拟结果和实验结果进行对比研究,验证所建模型的正确性和可行性.本课题的探索将为风沙运动的分析研究提供新的思路和方法,对于促进风沙运动研究在理论上的发展和实际防沙治沙应用都具有重要的科学意义.