矿区风场CFD数值模拟研究——以中国内蒙古乌海市新星煤矿为例（英文）

在中国西北干旱区，大量煤矿开采导致植被退化，强风发生概率增大。风场特征直接影响着沙尘的输运过程。为获取矿区风场特征，本文以内蒙古乌海新星煤矿为例，采用RANS湍流模型，利用开源软件OpenFOAM进行了CFD数值模拟。基于矿区多个观测点的风场实测结果，对数值模拟结果进行了验证，并讨论了西风、西北风和东风三个风向下矿区平均风速和湍动能的分布规律。结果表明：矿区东西两侧凸起的高山或丘陵对矿区平均风速分布影响较大；当风从西或东方向来袭时，由于尾流效应的影响，高地下游平均风速相对较小；而湍流动能则表现出较大的数值。对于西北风向，山或丘陵的尾流效应不太明显；同样，在低洼矿坑附近，平均风速减小，湍流动能增大。本研究可为矿区风沙防治及风沙建设提供理论依据。