樹冠微觀尺度流動阻力特性分析

王冰清，付海明

(東華大學 a. 環境科學與工程學院；b. 國家環境保護紡織工業污染防治工程技術中心，上海 201620)

?

樹冠微觀尺度流動阻力特性分析

王冰清a, b，付海明a， b

(東華大學 a. 環境科學與工程學院；b. 國家環境保護紡織工業污染防治工程技術中心，上海 201620)

摘要：采用可視化Basic程序設計語言(VBA)建立虛擬的三維樹冠模型，并使用計算流體動力學(CFD)模擬的方式，研究了不同孔隙率和風速下，樹冠內部的流場特征和流動阻力. 用光學孔隙率及體積孔隙率來表征樹冠復雜的形態結構，并討論了樹冠形態結構參數對樹冠流動阻力的影響規律. 結果表明，樹冠的阻力系數與光學孔隙率滿足近似二次多項式關系，通過對數值模擬計算結果回歸分析，給出樹冠流動阻力系數與光學孔隙率的關系式，在真實條件下樹冠阻力系數的試驗數據對比的基礎上，提供了一個對真實樹冠阻力系數進行預測的依據.

關鍵詞：樹冠； 阻力系數； 孔隙率； 微觀模型

森林是陸地生態系統中重要的因素，在全球的生態平衡中有著重要的作用.樹木具有保護水土、防風固沙、涵養水源、調節氣候、減少污染物等功能.自然或人為作用會使土壤流失、土壤結構發生改變.防風林的栽種有助于防止土壤流失、減少風蝕，最終使風速降低.充分樹冠密度下樹木的種植或自然植被覆蓋的維護會降低風蝕的可能性.文獻[1]研究表明，在農田中防風林使農作物免受風災，其創造了一個提高農作……