风沙运动的非线性随机动力学特性及其影响研究

风沙运动导致的一系列灾害是当今社会面临的重要环境和社会经济问题。以往对风沙运动的研究大多基于风场的充分发展假设，忽略风沙运动中沙粒的随机碰撞影响，将本质上的随机过程问题简化为给定初始条件下的确定问题。这种对实际风沙运动近似简化处理的有效性一直没有得到应有的重视，其主要原因是尚未从非线性随机动力学系统的角度开展对风沙运动的研究。为此，本项目拟采用理论分析、实验测量和计算机模拟相结合的方法，研究紊流风场的脉动规律、沙粒在空中的随机碰撞以及沙粒所受随机作用力的影响等，进而建立描述风沙运动的非线性随机动力学系统；利用FPK方程、统计等效系统法、等效非线性系统法对风沙运动进行非线性随机动力学分析，给出上述随机因素对风沙流结构的定量影响，探讨现有对实际风沙运动随机特性简化处理的有效性。其研究成果不仅有助于对风沙运动的全面认识和准确预测，而且也是将随机动力学理论和方法拓展到风沙运动研究的一个有益尝试。