风扬粉尘静电场及气固两相流的力学机制研究－以尘卷风为例

本项目基于认识西部地区粉尘活动的形成过程、机理及其环境效应等涉及西部环境系统演化问题研究的需要，以尘卷风研究为例，将颗粒碰撞动力学静电起电模型与空气流场的大涡模拟模型耦合，提出静电场作用下的风扬粉尘欧拉－离散单元法（DEM）气固两相流模型，研究悬移层气固两相流场的静电场及稀相颗粒的荷电及力学行为，并探索利用群体平衡方程描写不同直径分布的颗粒群悬移运动过程，建立一种风－沙－电耦合力学模型，研究静电场作用下的粉尘活动的气固两相流及力学行为，获得尘卷风流场的内部结构特征及不同直径的沙粒在空气流场中的分布及垂直输运规律，从更深层次揭示尘卷风发生的力学机制和条件，为尘卷风、沙尘暴等强对流自由气旋形成的灾害性天气的源地控制提供理论基础．