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第三章 风沙运动-赵媛媛
水土保持与荒漠化防治专业课程《风沙物理学》之 第三章 风沙运动 赵媛媛 yuanyuan0402@126.com 课程安排 绪论 风沙物理的基础知识 风及其基本性质 流体力学基础 沙及其基本性质 风沙运动 风沙地貌动力学机制 土壤风蚀与防治 风沙物理学研究方法 第三章 风沙运动 第三章 风沙运动 ? 沙尘暴也属于风沙运动的范畴。 第三章 风沙运动 主要内容 ? 第一节 单个沙粒的运动 ? 沙粒的起动机制 ? 沙粒的起动风速 ? 沙粒运动的基本形式 ? 沙粒碰撞与旋转 ? 第二节 沙粒的群体运动 ? 风沙流的固体流量 ? 风沙流的结构特征 第三章 风沙运动 单个沙粒的运动 ? 沙粒的起动机制 ? 沙粒的起动风速 ? 沙粒运动的基本形式 ? 沙粒碰撞与旋转 第三章 风沙运动 沙粒受力分析 ? 有效重力 升力FL ? 推力 ? 升力 风向 ? 冲击力 冲击力 推力F ? 2.45×102 W 重力 推力 ? 7.19×10-1 重力 有效重力F 升力 G ? 12.33×10-2 重力 （据吴正，风沙地貌学） 第三章 风沙运动 有效重力FG 有效重力为重力与流体浮力之差。 3 FG = (ρs -ρ) gπd /6/ 6 第三章 风沙运动 推力 FW (Drag force) 摩擦力FW1 (Skin friction drag) ：气流与颗粒表面摩擦而产生 压差力FW2 (Pressure drag)：作用于颗粒上的风压力 推力的表达式，其大小为： 1 2 F ? C ? AV Vr ：气流与沙粒的相对速度 W 2 D r CD ：阻力系数 ? ：空气密度 A ：颗粒迎风面积 第三章 风沙运动 上升力FL (Lift force) (()2) Saffman力Fs：气流的剪切 The Saffman lift force is due to the pressure distribution on a particle due to rotation induced by the velocity gradient of fluid (Crowe et al., 1998) ?u 0.5 F ?1.61 ? ? d 2V f s f f p r ?z
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