【正文】 燭起塵。國內(nèi)學(xué)者董治寶等人在2007年針對防風(fēng)網(wǎng)的開孔率做了深入研究，利用PIV技術(shù)測試了網(wǎng)后速度場以及湍流結(jié)構(gòu)，指出防風(fēng)網(wǎng)的臨界幵孔在20%30%之間，若高于臨界開孔率，滲流風(fēng)占據(jù)主導(dǎo)，而低于它則回流顯著；張光玉等人研究了秦皇島大型煤堆場設(shè)置防風(fēng)網(wǎng)后對堆場內(nèi)平均風(fēng)速有顯著的降低作用，指出整體減風(fēng)系數(shù)與風(fēng)向角有關(guān)。張寧等人也利用PTV技術(shù)測試了越移風(fēng)沙通過防風(fēng)網(wǎng)時速度、質(zhì)量流量、湍動能等，指出網(wǎng)后沙粒的濃度和質(zhì)量流量均有大幅度的降低,防風(fēng)網(wǎng)具有很好的降塵作用。郭輝、王澤濤等人利用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，對非平面防風(fēng)網(wǎng)的降風(fēng)效果以及防風(fēng)網(wǎng)體型系數(shù)等做了測量，指出蝶形防風(fēng)網(wǎng)比平板型防風(fēng)網(wǎng)具有更好的降風(fēng)效果。2. 現(xiàn)場試驗(yàn)研究風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)過程中，由于實(shí)驗(yàn)條件受人為控制,可以排除其它影響因素，所以其結(jié)果更為理想化?，F(xiàn)場實(shí)測則有更多的不確定性,但是這種最直接的方法，對防風(fēng)網(wǎng)的降風(fēng)、抑塵效果有著最直觀、最有說服力的評價。由于現(xiàn)場實(shí)測有很多不可控的因素，如道路揚(yáng)塵、風(fēng)向、風(fēng)速變化快、日照、降水等因素，所以進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測難度相當(dāng)大，現(xiàn)場實(shí)測更多為定性檢驗(yàn)防風(fēng)網(wǎng)降風(fēng)、抑塵效果。SangJoon Lee在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)之上，在露天堆料場的兩側(cè)設(shè)立了開孔率為30%的尼龍線編織網(wǎng)工程對堆場現(xiàn)場進(jìn)行風(fēng)速、TSP (總懸浮物濃度)實(shí)測，以定性分析、驗(yàn)證防風(fēng)網(wǎng)的降風(fēng)抑塵效果。指出防風(fēng)網(wǎng)對堆場內(nèi)平均風(fēng)速有較大的折減作用，而TSP濃度也得到了極大的降低，效果在70%80%左右。祁有祥利用便攜式多通道風(fēng)速儀，針對某防風(fēng)網(wǎng)工程，分別在網(wǎng)前、網(wǎng)后指定距離處，對風(fēng)速進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)測，以分析防風(fēng)網(wǎng)的防風(fēng)效能。結(jié)果表明防風(fēng)網(wǎng)的防風(fēng)效能隨網(wǎng)后距離增加而逐漸衰減，在制定距離位置，防風(fēng)效能隨高度遞減。該實(shí)測有效驗(yàn)證了防風(fēng)網(wǎng)的降風(fēng)效果。現(xiàn)場實(shí)測雖然難度較高，但是對防風(fēng)網(wǎng)的效果評估具有最實(shí)際的意義。3. 數(shù)值模擬由于地理位置、氣象條件的變化，在不同的防風(fēng)網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目背景下，防風(fēng)網(wǎng)工程的規(guī)劃與設(shè)計(jì)建造也應(yīng)因地制宜。所以結(jié)合項(xiàng)目的具體情況進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，提供給工程設(shè)計(jì)人員相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)是防風(fēng)網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)的普遍方法。但是風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)方案制定復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)周期長，實(shí)驗(yàn)成本大。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和硬件性能的提升,在20世紀(jì)60年代初期，以數(shù)值方法為手段，求解NavierStokes 方程組的CFD (putational Fluid Dynamics)技術(shù)逐漸發(fā)展起來。CFD技術(shù)的應(yīng)用，為防風(fēng)網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建造提供了另一種手段。作為一種簡潔有效的研究方法，防風(fēng)網(wǎng)的數(shù)值模擬研究被普遍采用。Tani將防風(fēng)網(wǎng)作為一種產(chǎn)生動量虧損的源項(xiàng)來處理，該源項(xiàng)作為一個標(biāo)量，由湍流擴(kuò)散來控制。1985年，Wilson和Takle利用基于雷諾平均的 NS 方程簡稱RANS (Reynoldsaveraged NavierStokes)方程，并引入動量匯(momentum sink)來模擬防風(fēng)網(wǎng)動量匯是與網(wǎng)本身的阻力系數(shù)有關(guān)的物理量。這種數(shù)值模擬方法較準(zhǔn)確的預(yù)測了網(wǎng)后近網(wǎng)位置處的流場結(jié)構(gòu)，不過對網(wǎng)后較遠(yuǎn)位置處流場的預(yù)測，低估了回流對流場的作用。Wang和Takle于1995年用與上述相同的方法，模擬了網(wǎng)后流場各個區(qū)域，即網(wǎng)后減風(fēng)區(qū)、網(wǎng)上部風(fēng)速加速區(qū)以及下風(fēng)向風(fēng)速恢復(fù)區(qū)。Wilson和Yee在2003年和2004年對RANS模型進(jìn)行了新的研究，并與McAneney和Judd進(jìn)行的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，指出RANS模型對湍流運(yùn)動的預(yù)測有潛在的不準(zhǔn)確性。對于單獨(dú)設(shè)置的防風(fēng)網(wǎng)，風(fēng)經(jīng)過網(wǎng)時湍動能(kinetic energy)的變化，取決于防風(fēng)網(wǎng)對湍動能源項(xiàng)的處理，這種處理方法有不確定性。當(dāng)在模擬一系列防風(fēng)網(wǎng)時，由于壓力梯度力失去了主導(dǎo)地位，該種處理方法就無法準(zhǔn)確預(yù)測網(wǎng)后的湍流發(fā)展情況。由于防風(fēng)網(wǎng)后流場表現(xiàn)的是湍流特征，因此其數(shù)值模擬的研究進(jìn)程很大程度上依賴于湍流模擬的研究進(jìn)展。目前針對湍流的數(shù)值模擬方法主要是非直接數(shù)值模擬法，即設(shè)法對湍流作某種程度的近似和簡化處理，而不直接計(jì)算湍流的脈動特性。非直接模擬法主要有兩大類：大渦模擬（LES）法和Renolds平均法（也稱RANS方法）。大渦模擬法基本思想為用瞬時的NS方程直接模擬湍流中的大尺度渦，不直接模擬小尺度渦，而小渦對大渦的影響通過近似的模型來考慮。Maruyama利用LES方法對防風(fēng)網(wǎng)周圍的湍流特性進(jìn)行了模擬。模擬過程采用亞格子尺度模型使控制方程封閉。由于使用了較粗糙的計(jì)算網(wǎng)格，模擬過程的計(jì)算量與細(xì)網(wǎng)格相比大大減輕，模擬結(jié)果與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果吻合仍較好。Renolds平均法是目前使用最廣泛的湍流數(shù)值模擬方法，其核心是不直接求解瞬時的NavierStokes方程，而是想法求解時均化的Renolds方程。Wilson在1985年利用Renolds應(yīng)力模型對防風(fēng)網(wǎng)的動力學(xué)特性及網(wǎng)周圍的流體運(yùn)動進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)該模型對近網(wǎng)處湍流運(yùn)動模擬較準(zhǔn)確，而對網(wǎng)上空域內(nèi)高速區(qū)及網(wǎng)后回流區(qū)的模擬結(jié)果不夠穩(wěn)定。在2004年的研究中Wilson分析了RANS模型在模擬網(wǎng)后流場較復(fù)雜區(qū)域時出現(xiàn)的不穩(wěn)定性，認(rèn)為湍流模型的選取對模擬結(jié)果的影響很大。為此，Santiago等比較了3種不同的kε湍流模型（標(biāo)準(zhǔn)kε、RNG kε、realizable kε）對防風(fēng)網(wǎng)后流場模擬的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：僅考慮平均風(fēng)速的變化時，3種模型的模擬結(jié)果均與Bladely和Mulhearn等的試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，standard kε模型對網(wǎng)后回流區(qū)內(nèi)平均風(fēng)速的模擬較理想，而RNG kε和realizable kε對網(wǎng)上空域內(nèi)高速區(qū)的模擬較好，但三者的區(qū)別不大。而在對防風(fēng)網(wǎng)最佳開孔率的模擬研究中，由于考慮了湍流脈動的影響，發(fā)現(xiàn)RNG kε和realizable kε模型的模擬結(jié)果要明顯好于standard kε模型。目前國內(nèi)外對防風(fēng)網(wǎng)數(shù)值模擬應(yīng)用較多的湍流模型為RNG kε模型和標(biāo)準(zhǔn)kε模型。4. 防風(fēng)抑塵效果影響因素影響防風(fēng)網(wǎng)防風(fēng)抑塵效果的主要因素有防風(fēng)網(wǎng)的開孔率、防風(fēng)網(wǎng)高度、防風(fēng)網(wǎng)與堆料的距離等。 開孔率的影響開孔率是防風(fēng)網(wǎng)的開孔透風(fēng)面積與總面積之比，作為防風(fēng)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)指標(biāo)，是影響防風(fēng)網(wǎng)防風(fēng)抑塵性能最重要的因素。過小的開孔率會增加墻的風(fēng)壓，過大的開孔率會增大受保護(hù)堆垛表面風(fēng)壓。防風(fēng)抑塵網(wǎng)的開孔率與防風(fēng)網(wǎng)后風(fēng)速的降低和掩護(hù)范圍有直接關(guān)系。風(fēng)洞試驗(yàn)表明：防風(fēng)網(wǎng)的開孔率為3050%時具有較好的防風(fēng)抑塵效果，即網(wǎng)后風(fēng)速較??；防風(fēng)網(wǎng)的開孔率為4044%時，防風(fēng)網(wǎng)后風(fēng)速下降區(qū)最長，即風(fēng)流再附距離最遠(yuǎn)，可達(dá)到3050倍網(wǎng)高的距離，但是