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Simulación numérica de la configuración del cortavientos de plantas basada en el modelo de medios porosos

Autores: Zhao, Yuhao; Huang, Ning; Sun, Jialiang; Zhan, Kejie; Li, Xuanmin; Han, Bin; Zhang, Jie

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Astronomía

Palabras clave

Cortavientos
Espaciado de plantas
Cortinas rompevientos
Efectividad de protección contra el viento
Dosel
Campo de flujo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 10

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los bosques protectores de patrón de cinturón de baja cobertura ofrecen ventajas significativas en términos de medidas de control del viento y la arena. Es importante estudiar la efectividad de los cortavientos de los bosques de fijación de arena con diferentes espaciamientos para la construcción y optimización de configuraciones de cortavientos vegetales. Se investigó el efecto del espaciamiento de las plantas en el campo de flujo alrededor de una fila de árboles utilizando el modelo de turbulencia k- acoplado con el modelo de medios porosos. Para simplificar con precisión las características constitutivas complejas y estocásticas de las plantas, simplificamos el dosel vegetal a una geometría de plataforma circular, lo que introduce un modelo de medios porosos, y el tronco de la planta se simula como un cilindro sólido. Los resultados de la simulación muestran que los cortavientos solo afectan los perfiles de viento hasta 1.25 veces la altura del árbol; en el lado de sotavento del dosel, los cortavientos de gran espaciamiento proporcionan una mayor protección en la zona de estela cercana, mientras que los cortavientos de pequeño espaciamiento son más efectivos para reducir la velocidad en la zona de reequilibrio. Las propiedades de recuperación del campo de flujo del tronco y el dosel indican que la zona de estela del dosel es más larga. En este estudio, también analizamos cuantitativamente la relación entre la efectividad promedio de protección contra el viento en función del espaciamiento de las plantas y la distancia a lo largo del flujo desde el lado de sotavento del dosel, y el esquema parametrizado dado muestra una relación exponencial de potencia entre la efectividad de protección contra el viento y el espaciamiento de las plantas y una relación logarítmica con la distancia a lo largo del flujo. Este esquema puede proporcionar una evaluación predictiva de los efectos durante la implementación del cortaviento vegetal.

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