沙漠运动

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沙漠徒步的意义和感悟

沙漠徒步的意义和感悟

沙漠徒步的意义和感悟沙漠徒步是一种极具挑战性的户外运动,它要求参与者不依靠任何外界设备和援助,单纯依靠自身的力量和智慧,徒步穿越沙漠。

作为户外运动的一种,沙漠徒步不仅锻炼了人的体魄和意志,也在很大程度上提升了人的思考和领悟能力。

沙漠徒步的意义在于锻炼和提升人的意志力和毅力。

沙漠是一个有着严峻环境、十分恶劣条件的面临自然环境的地方,徒步穿越沙漠需要在强烈的阳光下抵御沙尘暴的侵袭,面对严重的缺水和缺食问题,而且还要寻找栖身之所。

这对参与者的体能、意志和耐力都是极大的考验。

需要在这种艰苦条件下想办法、坚持不懈,不轻易放弃,忍受困难和磨难,以达成徒步穿越沙漠的目标。

这样的训练不仅让参与者变得更加强壮,还能让自己的心灵更加坚强,更加勇敢,让自己在生活中面对诸多的变数也具有足够的应对能力。

沙漠徒步的意义在于培养和增强参与者的独立思考和解决问题的能力。

在沙漠徒步过程中,参与者要独立应对面临的诸多问题,学会制定计划、寻找出路、安排好时间等,找到适宜的道路以及及时发现有益信息。

参与者还需要具备独立处理一切突发事件的能力,这都需要参与者的深思熟虑和果断决策能力。

在这种艰苦卓绝的环境下,参与者在思考和决策时,逐步增强了自己的独立思考和解决问题的能力,培养了自己的领导才干,使思考变得更为清晰,决策更为果断。

沙漠徒步的意义还在于增强参与者的生存能力和环保意识。

在沙漠徒步过程中,参与者必须学会与自然和谐共生。

他们必须尊重自然的法则,善于利用自然资源,同时力求保护自然资源。

好的环保意识的实践体现在参与者尽可能地减少对沙漠环境的破坏,并尽力减少自身对环境的影响。

这也是对于全球环保问题的关注和思考,促进了大家保护生态环境和减少对土地资源的依赖。

沙漠徒步还可以增进与自然的亲密感和对自然的认识。

徒步穿越沙漠让参与者亲身体验了沙漠独有的景色和声音,体验了自然界的巨大力量和美丽之处,更深刻了解到了自然界给我们带来的丰富而珍贵的资源。

这也让我们更加重视自然、珍爱自然。

沙漠运动会读后感

沙漠运动会读后感

沙漠运动会读后感沙漠运动会是一项充满挑战和激情的运动盛会。

在这个炎热的沙漠中,运动员们展现出了顽强的意志和超越自我的精神,让人们为之动容。

首先,沙漠运动会给人们带来了一场视觉盛宴。

在茫茫沙漠中,运动员们穿行在沙丘之间,挑战着险峻的沙坡,这一幕幕令人叹为观止。

他们在炎热的阳光下奔跑,汗水浸透了他们的衣服,但他们依然坚定地向前冲,不畏艰难,不惧挑战。

这种顽强的精神让人们深受感动,也让人们对自己的生活充满了勇气和信心。

其次,沙漠运动会也让人们感受到了团队合作的重要性。

在沙漠中,每一个运动员都需要和自己的队友紧密配合,互相帮助,共同面对困难和挑战。

只有团结一致,才能克服重重困难,最终取得胜利。

这种团队合作的精神,也给我们在生活中带来了很多启示。

在工作中,团队合作是至关重要的,只有团结一致,才能取得更大的成就。

另外,沙漠运动会也展现了人类对大自然的敬畏和尊重。

在沙漠中,运动员们需要克服酷热和干旱,他们需要学会如何在极端的环境下生存和前行。

这也让人们更加深刻地意识到,大自然是无比强大的,我们需要尊重和保护它,而不是随意破坏和侵犯。

只有保护好我们的环境,才能让我们的后代有一个更美好的未来。

最后,沙漠运动会也给人们带来了对自己身体素质的挑战。

在沙漠中,运动员们需要具备出色的体能和意志力,才能顺利完成比赛。

这也让人们更加重视自己的身体健康,更加注重锻炼和保养自己的身体,让自己更加强壮和健康。

总的来说,沙漠运动会是一场充满挑战和激情的盛会,它不仅展现了人类的顽强意志和团队合作精神,也让人们更加尊重和敬畏大自然,更加重视自己的身体健康。

希望在未来的沙漠运动会中,更多的人能够参与其中,感受其中的魅力,也希望这种精神能够在我们的生活中得到传承和发扬。

沙漠中的沙漠运动和传统竞技

沙漠中的沙漠运动和传统竞技

沙漠中的沙漠运动和传统竞技沙漠,是一个世界上极端环境的代表。

高温、干旱、无水源,这些条件看似让人望而生畏,但沙漠的奇特景致和独特的环境却吸引着许多人。

除了沙漠的美景,人们还发现了一些与沙漠环境相适应的运动项目和传统竞技活动。

这些运动与竞技不仅满足了人们对冒险与刺激的需求,也展示了人类在恶劣环境下的勇敢和智慧。

一、沙漠越野跑沙漠越野跑是一项在沙漠地形中进行的长跑项目。

参与者需要在沙漠中奔跑,绕过沙丘、穿越沙漠海洋,完成指定的路线。

这项运动对身体的耐力和意志力提出了极高的要求。

在沙漠地带,气温高、空气干燥,参与者必须具备良好的体力和心理素质。

沙漠越野跑不仅考验人的体力,还考验他们在恶劣条件下的适应能力和应变能力。

二、沙漠摩托越野沙漠摩托越野是一项在沙漠地形中进行的极限运动。

骑手需要驾驶摩托车在沙丘间穿梭,应对起伏不平的地形和沙漠的极端环境。

这项运动需要高超的驾驶技巧和对沙漠地形的熟悉。

摩托车的轮胎设计和悬挂系统也要特殊处理,以适应沙漠的特殊地形。

沙漠摩托越野是一项高风险的运动,但也因其刺激与挑战性受到许多摩托车爱好者的喜爱。

三、沙漠驼队竞赛沙漠驼队竞赛是一项古老的传统竞技活动,也是沙漠中最具特色的活动之一。

驼队竞赛要求参赛者驾驭驼队,在沙漠中完成指定路线的比赛。

骑手需要与驼队紧密合作,通过驾驭技巧和沟通配合来取胜。

这项竞技活动不仅考验参赛者的骑行技能,还考验他们对沙漠地形和驼群行为的了解。

驼队竞赛还是一项考验团队合作和领导能力的运动,参赛者需要与驼队的其他成员密切合作,共同克服沙漠中的各种困难。

四、沙漠射箭沙漠射箭是一项将射箭运动与沙漠环境相结合的竞技活动。

参赛者需要在沙漠的特殊条件下进行射箭比赛。

沙漠地带的高温、干燥和强风给射箭带来了额外的挑战。

参赛者不仅需要稳定的射箭技巧,还需要适应沙漠环境下的不稳定因素。

沙漠射箭既考验运动员的精准度和反应速度,也考验他们对环境的适应能力和心理素质。

总结:沙漠中的沙漠运动和传统竞技活动充分展示了人类在恶劣环境下的勇敢和智慧。

沙漠运动会读后感

沙漠运动会读后感

沙漠运动会读后感《沙漠运动会》是一本让人感到热血沸腾的书籍。

它讲述了一个关于沙漠中的极限运动的故事,充满了挑战、奋斗和胜利的情节,让读者仿佛置身其中,感受到了极限运动的魅力。

在这本书中,作者生动地描绘了沙漠中的艰难险阻,以及极限运动员们在挑战中展现出的坚韧和勇气。

他们不畏艰险,勇往直前,超越自我,不断突破自己的极限,最终取得了令人惊叹的成绩。

这些故事让人深受鼓舞,让人对极限运动有了更深刻的理解和认识。

在读完这本书之后,我对极限运动有了更加深刻的认识。

以前,我只是觉得极限运动是一种刺激和刺激的运动方式,但通过这本书的介绍,我才发现极限运动背后所蕴含的精神力量是如此的强大和震撼人心。

极限运动不仅仅是一种体育运动,更是一种对自我挑战的精神追求,是一种对极限的突破和超越。

在极限运动中,人们不断挑战自己的身体极限,不断超越自己的心理极限,不断突破自己的精神极限。

他们用自己的行动诠释了“不怕困难,敢于挑战”的精神,用自己的汗水和泪水谱写了一曲曲感人至深的壮丽乐章。

这本书让我深刻地感受到了极限运动所蕴含的力量和魅力。

它让我明白了,只有不断挑战自己的极限,才能不断超越自己,实现自己的梦想。

在面对困难和挑战时,我们不能退缩,而是要勇往直前,敢于迎接挑战,敢于超越自己,才能取得真正的成功。

通过阅读《沙漠运动会》,我对极限运动有了更加深刻的认识和了解。

我深深地被这些极限运动员们的勇气和毅力所感动,他们用自己的行动诠释了极限运动所蕴含的力量和魅力。

在以后的日子里,我会更加努力地挑战自己的极限,不断超越自己,实现自己的梦想。

总的来说,这本书让我对极限运动有了更加深刻的认识和了解,让我明白了只有不断挑战自己的极限,才能不断超越自己,实现自己的梦想。

在以后的日子里,我会更加努力地挑战自己的极限,不断超越自己,实现自己的梦想。

沙漠越野注意事项

沙漠越野注意事项

沙漠越野注意事项沙漠越野是一项具有较高危险性的运动,在进行沙漠越野之前,务必要了解和注意以下事项:1. 预先了解沙漠地形:在进行沙漠越野之前,了解目的地的沙漠地形、气候条件和交通路线非常重要。

如果可能,最好找一位熟悉当地的导游或专业人士并获取适当的许可和许可证。

2. 装备准备:确保携带必要的装备,如地图、指南针、GPS、指示灯、遮阳帽、太阳镜、防晒霜、足够的食物和饮水等。

此外,还要带上紧急救援设备,如急救包、通讯设备、修理工具等。

3. 计划行程:在进行沙漠越野之前,制定详细的行程计划,并将其告知至少一位亲友或当地相关人员。

在行程中,注意标记重要的地标和标记物,并始终保持方向感。

4. 饮水与食物:沙漠地区的高温和干燥会导致身体快速脱水。

因此,务必携带足够的饮水和食物。

饮水要足够多,每个人每天至少需要3升以上的水量,可以选择带有水储存功能的背包。

5. 避免日间活动:在沙漠地区,白天的温度极高,尤其是在中午的时候。

因此,尽量避免在白天进行长时间的活动,尤其是在炎热的夏季。

如果必须行动,请尽可能选择清晨或黄昏时段。

6. 对于车辆越野:如果乘坐车辆在沙漠地区进行越野,请确保车辆状况良好,并携带足够的燃料、备用轮胎和修理工具。

同时,事先了解车辆在沙漠地形中的行驶性能和限制,并在行驶时保持适当的速度和注意安全。

7. 注意防风:沙漠地区常常受强风影响,为避免被沙尘暴突袭,务必关注天气预报,并在天气恶劣时暂时停止行程。

8. 尊重当地生态环境和文化:在沙漠地区,要尊重当地的自然环境和居民的文化习俗。

不随意破坏植被、采摘或捕捉野生动植物。

9. 紧急救援准备:在进行沙漠越野之前,了解附近的紧急救援服务和当地的紧急联系方式。

在遇到紧急情况时能够及时报警并求助。

总之,在进行沙漠越野时,切勿掉以轻心。

遵循上述注意事项,确保自身安全,并始终保持警觉。

沙漠越野标准

沙漠越野标准

沙漠越野标准目的:为了确保沙漠越野运动的安全性和可持续性,制定以下标准。

1. 赛事组织1.1 沙漠越野赛事应由经验丰富、专业资质的组织机构负责筹划和组织。

1.2 组织者应遵守国家的法律法规和相关规定,确保赛事的合法性和规范性。

1.3 组织者应提供充足的安全措施和应急救援设备,确保参赛人员和工作人员的安全。

2. 参赛人员2.1 参赛人员应具备必要的体力、技术和经验,能够应对沙漠环境下的应战挑战。

2.2 参赛人员需具备基本的急救知识和应急救援技能。

2.3 参赛人员应定期进行身体健康检查,确保可以承受高强度的体力消耗。

2.4 参赛人员应遵守赛事规则和组织者的指示,并与其他参赛人员保持友好合作的态度。

3. 赛道设计3.1 赛道设计应根据沙漠地形和环境特点,合理划定起点、终点和检查点。

3.2 赛道应避免穿越环境脆弱的区域,如生态保护区、水源保护区等。

3.3 赛道设计应考虑到参赛人员的安全和可持续性,避免经过过度危险的地形和地带。

3.4 赛道标识应清晰可见,便于参赛人员辨识和遵循。

4. 安全措施4.1 参赛人员应佩戴符合安全规范的头盔、护肘、护膝、护腕等防护装备。

4.2 组织者应提供紧急救援车辆和医疗团队,及时处理参赛人员的伤害情况。

4.3 组织者应定期审查和维护赛道设施,确保赛道的安全性。

4.4 参赛人员应在赛前进行必要的训练,学习沙漠越野的技巧和应急处理方法。

5. 环境保护5.1 参赛人员应尊重自然环境,不随意扔弃垃圾,避免对环境造成污染。

5.2 组织者应与当地政府和环保组织合作,共同制定环境保护计划,确保赛事不对生态环境造成严重伤害。

5.3 参赛人员应遵守当地的环境保护法规,避免破坏自然资源和野生动植物。

6. 社会责任6.1 组织者应积极宣传赛事活动,并承担宣传沙漠环境保护、尊重当地文化等社会责任。

6.2 参赛人员应尊重当地居民的生活和文化习俗,不扰民不干扰。

6.3 组织者和参赛人员应协助当地政府和社会组织的救援和救灾工作。

读《沙漠运动会》有感

读《沙漠运动会》有感

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读《沙漠运动会》有感
暑假里,我读了一本叫《沙漠运动会》的书。

这本书的作者是杨红樱。

主要写米奇和鸵鸟巴巴在沙漠里的探险的故事。

其中我最喜欢鸵鸟巴巴,因为它是对沙漠无所不知的沙漠通。

假如我能拥有它,我就可以去沙漠探险了!在这本书里的精彩语句是:坐在美丽的月牙泉边,遥望着鸣沙山如刀刃一般的山脊,米奇心里想:这沙漠里的奥秘实在是太多了。

山谷里,响起了悠扬的乐声,回荡在轻轻的月牙泉上,这是鸣沙山在歌唱。

这些优美的句子,使我仿佛身临其境。

我真佩服作者的写作本领。

沙漠徒步项目策划书3篇

沙漠徒步项目策划书3篇

沙漠徒步项目策划书3篇篇一沙漠徒步项目策划书一、项目背景随着人们生活水平的提高和对健康的重视,户外运动逐渐成为人们休闲娱乐和锻炼身体的重要方式。

沙漠徒步作为一种具有挑战性和刺激性的户外运动,吸引了越来越多的爱好者参与。

为了满足市场需求,提高活动质量和安全性,我们制定了本策划书。

二、项目目标1. 提供一次难忘的沙漠徒步体验,让参与者感受到沙漠的壮美和神秘。

2. 提高参与者的身体素质和户外生存能力。

3. 增强参与者的团队合作精神和沟通能力。

4. 推广沙漠徒步运动,提高品牌知名度。

三、项目时间和地点1. 时间:[具体时间]2. 地点:[沙漠地点]四、项目流程和内容1. 前期准备:发布活动信息,接受报名。

筛选参与者,确定参加人数。

组织行前培训,讲解沙漠徒步的基本知识和注意事项。

准备装备和物资,包括徒步鞋、防晒衣、帽子、水壶、食品等。

2. 活动当天:早上在指定地点集合,乘坐大巴前往沙漠。

到达沙漠后,进行热身运动,讲解安全注意事项。

分组进行沙漠徒步,每个小组配备一名领队和一名后勤保障人员。

徒步过程中,欣赏沙漠风光,了解沙漠生态环境。

中午在沙漠中休息,享用午餐。

下午继续徒步,挑战自我,到达目的地。

晚上在沙漠中露营,举行篝火晚会,欣赏星空。

第二天早上,进行简单的拉伸运动,收拾行李,准备返回。

回到指定地点,活动结束。

3. 后期服务:发放活动证书和照片,作为纪念。

建立会员制度,为参与者提供更多优惠和服务。

五、项目预算1. 交通费用:租用大巴车接送参与者,预计费用[X]元。

2. 餐饮费用:提供徒步过程中的午餐和晚餐,预计费用[X]元。

3. 住宿费用:露营装备和场地租赁,预计费用[X]元。

4. 装备和物资费用:购买徒步鞋、防晒衣、帽子、水壶、食品等装备和物资,预计费用[X]元。

5. 领队和后勤保障人员费用:支付领队和后勤保障人员的工资和津贴,预计费用[X]元。

6. 其他费用:活动策划、宣传、保险等费用,预计费用[X]元。

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模拟风沙运动的离散颗粒动力学模型孙其诚,王光谦(清华大学水利水电工程系)摘要:根据风沙运动的特点,建立了基于单沙粒动力学的离散颗粒动力学模型。

依据该模型,模拟了9 000个沙粒在风力作用下由静止不动到充分发展的稳定态的全过程,细致研究了沙床处于稳定态时床面形态、跃移轨迹以及跃移质/蠕移质间交换规律,所得结果有助于理解风沙运动的内部机理,这是目前常用的模型所做不到的。

研究表明:离散颗粒动力学模型能够真实的模拟风沙运动现象,研究范围涉及风沙运动规律和床面形态的发生与发展等关键的问题,因而比其它模型更具优势。

关键词:风沙运动;风沙流结构;模型;计算机模拟基金项目:国家杰出青年科学基金(59525914);中国博士后科学基金资助项目。

作者简介:孙其诚(1970-),男,清华大学水利系博士后,主要从事气固两相流的实验研究和数值计算。

收稿日期:2000-09-06近几年春季,我国华北地区沙尘天气频频发生, 并涉及部分南方省市, 对民航交通及日常生活带来严重影响, 直接经济损失数以亿计, 因此加强风沙运动规律的研究已经迫在眉睫。

国内外的众多学者对此进行了大量的室内外实验研究和理论上的探索[1,2],但是由于风沙运动过程的内在复杂性和影响因素的多样性,至今仍有许多方面没有搞清楚,比如沙粒的起动机制等。

我国则更是存在应用技术多、基础研究少、过程研究少的突出问题。

20世纪80年代以来,越来越多的研究者开始对风沙运动过程进行数值模拟,提出的模型形式各异。

研究发现,几乎所有的模型首先假设风沙运动处于稳定态,所涉及到的空气含沙量、跃移沙粒的速度分布函数和轨迹、跃移沙粒与蠕移沙粒的能量、动量交换、蠕移沙粒的溅射系数等反映风沙运动内在机理的及其关键的因素无不是通过随机采样产生[3,4]。

这些模型只注重最终的统计结果,忽略了中间过程中每一时刻沙粒的位置、速度、能量耗散等非常重要的信息。

事实上,风沙运动过程受外界因素的影响总是处于非稳定态,那么模型中采用的参数就是一种不精确的平均,模拟结果相对粗糙。

目前,风沙运动的研究方法逐渐倾向于微观分析,并与宏观综合相结合;研究深度也不仅限于对现象的描述,而是更着重于揭示内在原因及其演化历程,并力图尽可能准确的预测其未来的发展。

因而,现有的模型对于全面反映风沙运动的非均匀特征和动态变化规律具有一定的局限性,不适合风沙运动过程基础研究发展的需要。

随着CPU速度的提高和高效率计算方法的开发,从20世纪90年代中期,从单颗粒的受力分析入手,并跟踪颗粒轨迹的离散颗粒模型[5,6](discrete element model; granular dynamics model)首先在气固流态化、颗粒技术等领域发展起来,应用范围越来越广,为此国际著名期刊《Powder Technology》出版了介绍离散颗粒模型最新研究进展的专辑(2000年第4期)。

在风沙物理学领域,在对沙粒的基本规律有了深刻认识的基础上,我们就可以采用越来越精细的离散颗粒模型,越来越准确的模拟风沙运动的全过程。

本文建立了适用于风沙运动本身特点的离散颗粒动力学模型,模拟了9 000个沙粒在风力作用下从静止到充分发展的全过程,对推移质的含沙量分布和输沙量、跃移质与蠕移质的交换以及床面形态的发生与发展等关键问题做了详尽的研究,所得结果与已知观测结果符合较好。

1 离散颗粒动力学模型沙粒在运动过程中不断地与其它沙粒发生碰撞,由于碰撞时动量的交换瞬时完成,其冲力远大于重力、气流曳力和沙粒间的摩擦力,因此在这一瞬间仅考虑碰撞引起的速度的变化;在两次碰撞之间,每个沙粒在曳力和重力的作用下运动。

根据沙粒在上述不同过程的受力特点,其运动分解为受冲力支配的瞬时碰撞过程和受曳力和重力控制的非瞬时漂移过程,从而建立了对沙粒-沙粒以及沙粒-气流两种作用分别处理的离散颗粒动力学模型(细节见文献7,8)。

1.1 沙粒区域分布与近地层流场任意堆积的沙粒的空间位置都可以分为图1所示的3个区域:下部的沙粒密实排布,处于两虚线之间的沙粒则排布疏松(厚度为一个沙粒粒径),而上方的沙粒漂浮在空中。

空间位置的不同对应着本质不同的受力情况:上部的沙粒主要受到重力和气流曳力的作用,称之为近地气流层;中部的沙粒则涉及到起动问题,需考虑沙粒间的摩擦力、重力和曳力,称之为地表层;下部的沙粒由于地表层的掩盖,不受气流的曳力,称之为屏蔽层。

野外观测和风洞实验结果表明,在发生风沙运动以前,近地层风速遵循对数分布[1,9]||=u0lny/y0; y0=D/30(1)其中y, y分别为床面高程和粗糙度,D为沙粒粒径,均以mm计。

在本模型中,按照式(1)给定近地层流场,并假定流线与床面平行,如图1实线所示。

1.2 沙粒的起动地表层中沙粒的受力情况及作用力表达式已经清楚,但是不同的研究者采用的起动条件不尽相同[10]。

本文采用的起动条件为F D=μ·mg(2)其中FD 为沙粒受到的曳力:FD=1/8πD2CDρg||,μ是沙粒的摩擦系数。

图2 沙粒碰撞示意图图1 沙粒分层与风速分布示意图Fig.1 Layer configuration and assumptionof local wind velocityFig.2 Collision diagram of sand particles1.3 沙粒运动分解1.3.1 碰撞过程假设沙粒是球形的准刚体,不考虑沙粒的变形;碰撞为两体碰撞,且发生在质心平面上。

颗粒的碰撞首先假设为两体碰撞,碰撞点仅为两颗粒的接触点。

如图2所示, 在发生碰撞的两沙粒质心平面建立碰撞坐标系, 原点选在碰撞点上, y轴和x轴分别沿法向和切向。

碰撞过程中产生瞬时法向冲量和切向冲量,两沙粒动量和角动量守恒。

设碰撞结束后平均法向冲量和切向冲量分别为Py , Px,则速度和角速度改变可表示为下列方程沙粒(3)沙粒(4)其中 ma ,mb是沙粒a,b的质量;(υx,a0,υy,a0,ωa0,(υx,b0,υy,b0,ωb0)分别为沙粒a,b碰前的速度和角速度;(υx,a ,υy,a,ωa),(υx,b,υy,b,ωb)分别为沙粒a,b碰后的速度和角速度;Ia ,Ib分别为沙粒a,b的转动惯量,Ia=1/2maR2a,Ib=1/2mbR2b。

Wang和Mason[11]把颗粒的碰撞划分为5种模式,得到了相应的Py 和Px的分析解。

本文采用的二维圆片形颗粒仅涉及其中的两种: 滑动碰撞(sliding collision,物理意义为接触点的切向相对速度始终不为零), 粘滞碰撞(sticking collision, 物理意义为摩擦力相对很大, 以至于刚刚碰撞, 接触点的切向相对速度就变为零)。

具体结果见表1, e和μ分别为颗粒的恢复系数和摩擦系数。

表1 法向和切向冲量平均值的分析解Table 1 Analytical expression of impulse momentum碰撞模式条件解析解备注Sliding collision P d>(1+e)P qPx=-sμPyPy=-(1+e)C/B2S=[υx,a0+ωa0Ra]-[υx,b0-ωb0Rb]C=υy,a0-υy,b0B1=1/ma+1/mb+R2a/Ia+R2b/IbB2=1/ma+1/mbPd=sB2SPq=-sμB1CSticking collision P d≤(1+e)P qPx=-S/B1Pv=-(1+e)C/B21.3.2 漂移过程在两次碰撞之间沙粒在曳力和重力作用下运动,方程为d/dt=+D/m (5)其中D =1/8πD2C Dρg |-|(-) (6)(7) Re=ερg |-|D/μg(8)1.4 气体运动模型本文中气体的运动规律采用气固相耦合的Navier Stokes方程描述气相连续方程为(9)气相动量方程为(10)其中气相应力张量τ=[(-λg-2/3μg)(·)+μg()+()T](11)这里μg为气体剪切动力粘性系数,由于流化床中气体的马赫数小于1,所以设为不可压缩的气体,气体密度ρg 为常数,并设气体的λg=0。

相间动量交换系数β根据Ergun方程及Wen和Yu(1966)提出的公式确定,即ε<0.8时,β=150(1-ε)2/εμg/d2p+1.75(1-ε)ρg/d p |-| (12)ε≥0.8时,β=3/4C Dε(1-ε)/d pρg |-|ε-2.65(13)在等温条件下,当颗粒的速度已知时,方程(9), (10)的未知量为气体压强P,气相在x,y方向的速度分量ux , uy,空隙率ε及固相在x, y方向的速度分量v x , vy将根据离散颗粒的速度运动来计算。

方程(9),(10)的标量形式如下(14)(15)(16)在上式中固相速度由所在控制单元体内的颗粒平均速度给定(17)其中N为所在控制单元体内的颗粒数。

方程(14), (15), (16)的边界条件如下:(a) 速度边界条件: 入口处按照式(1)给定气速; 出口处切向速度分量和法向速度分量在法向上的梯度为零;(b) 压强条件: 入口处和出口处均为标准大气压。

1.5 计算步骤(1) 在固定时间步长内, 数值求解两相耦合的N-S方程,确定气体的流动;(2) 计算床面形态,并依据当地风速判断地表层中的沙粒是否起动;(3) 判断沙粒是否发生碰撞,如发生,则根据式(3)式(4)确定碰后的速度;计算地表层及在气流中沙粒受到的曳力和重力,根据式(5)计算时间步长Δt 后的速度和位移;(4) 根据变化的颗粒速度,修正N S方程中的相间作用系数;(5) 重复上述步骤, 就可以动态模拟沙粒运动的全过程。

2 风沙运动现象的模拟结果与讨论为了检验离散颗粒动力学模型的正确性,我们对风沙运动现象做了模拟,各类参数见表2;气流从左边界吹入;左右边界采用周期性边界条件,来近似自然界中风沙运动的实际情况;沙粒的初始排布见图3(a)。

2.1 沙粒运动趋稳过程图3是模拟得到的风沙运动现象。

可以看到风力逐渐吹起并带走部分沙粒,这些沙粒受重力作用而逐渐下落,并在空中和床面与其它沙粒发生碰撞,引发其它沙粒发生跃移或蠕移。

这样众多沙粒相互作用、共同运动,一方面不断受到风力作用而加速,另一方面又不断消耗能量,最终形成充分发展的稳定态。

表2 沙粒、气体物性及计算参数Table 2 Parameters used in the simulation沙粒气流计算参数直径D=1mm密度ρg =1.29kgm-3密度ρp=2 650kgm-3动力粘度μg=1.8×105Nsm-2时间步长Δt=10-6s计算区域 300mm×100mm恢复系数e=0.80摩擦系数μ=0.12 数目N=9000 (300×30)初始堆积300mm ×30mm (见图2a )u 0=0.664ms -1(对应2m 处风速为7.1ms -1)流场网格节点 150×50 流场网格步长 2mm ×2mm 沙粒网格步长1mm ×1mm图3 风沙运动现象的模拟Fig.3 Snapshots of simulated sand movement图4 沙粒运动趋稳过程Fig.4 Averaged velocity per particleagainst time图4是所有沙粒的均方根速度()随时间的变化关系,它量化了风沙系统中风力加速和能量耗散两个因素相互对抗、相互协调的程度。

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