一种计算机模拟的针阔林木抗风性能分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 袁星月

作者： 袁星月;方文杰;张怀清;安锋;云挺

作者机构：

关键词： 数值模拟;树木结构模型;风环境;计算流体动力学(CFD);防风林

期刊名称： 林业工程学报

ISSN：

年卷期： 2024 年 001 期

页码： 158-169

收录情况： CSCD

摘要： 自然界中的强风常常对树木造成不可逆破坏,分析强风穿过时树林内部的气流情况有利于评估树木的抗风性,更好地理解如何减轻风的影响.以阔叶树和针叶树为原型,提取了二者叶团簇和枝干构造的特点,建立两种结构不同的树木模型,组合成树林模型,在3个不同叶面积密度下进行风力作用下的仿真模拟实验.分别使用改进的k-ε双方程模型和k-ω双方程模型以设置风环境,并且用龙格-库塔法分析求解湍流模型.k-ε双方程模型下,当叶面积密度分别为1,5和10 m~2/m~3时,阔叶林背风侧20 m处的最低风速与入口风速相比下降了49.60%,67.23%和80.40%,针叶林分别为55.13%,68.90%和78.29%.k-ω双方程模型展示了阔叶树林内部风场的复杂性.结果表明,叶面积密度与树林挡风能力之间是非线性关系,树林的挡风能力随叶面积密度的上升而增强,增强到一定程度后上升幅度减缓.不同的树木结构会导致风场的变化,影响同等强度风荷载下的受损概率和挡风能力.叶面积密度高、树冠体积大的树木更容易在强风中受到损害.

分类号： S712

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