沙漠腹地公路高立式沙障防风阻沙性能研究

通过沙漠腹地现场实测和Fluent软件数值模拟对沙漠腹地公路高立式沙障防风阻沙性能进行研究。采用Fluent软件建立沙障和路基数值模型，基于欧拉双流体模型和多孔介质理论对高立式沙障和路基周围风沙流的运动进行数值模拟。采用三维超声风速仪测量高立式沙障周围气流速度，为数值模拟结果提供验证。通过数值模拟分析不同沙障高度和沙障数量下风沙流的运动规律，确定沙障高度和数量对高立式沙障防风固沙效果的影响。研究结果表明：气流在沙障迎风侧前方区域减速，沙障周围气流速度快速下降导致气流的携沙运动能力减弱，沙粒在沙障周围沉积。在沙障防护下，路基周围风速降低，路基的风蚀风积危害得到缓解。随着沙障的排数或沙障高度的增加，路基沿程的风速逐渐降低。3排及其以上沙障可以较好地阻挡风沙流的运动。5排沙障防护下，路基的迎风侧坡脚离地高度0.5 m处水平风速从11.05 m/s下降至5.37 m/s，风速的降低率达54.13%。在2.0 m沙障的防护下，路基的迎风坡和背风坡的路肩水平风速比1.5 m沙障的相应值低3～5 m/s，降低率最高达61.79%。