沙丘演化人工干预因子的量化分析及单体沙丘稳态迁移的微观运动特性研究

项目名称： 沙丘演化人工干预因子的量化分析及单体沙丘稳态迁移的微观运动特性研究

项目编号： No.11402190

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 张洋

作者单位： 西安交通大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 自然界风成沙丘的演化迁移是积沙危害的动力过程和地表沙漠化的根源所在，其发展空间广大，过程时间漫长。单体沙丘稳态迁移作为沙丘演化的基准形式，是沙丘研究领域的核心问题。受限于沙丘演化巨大的时空尺度，野外观测很难贯彻始终并同时兼顾宏观演化和微观颗粒运动，风洞实验则无法实现沙丘稳态迁移过程的缩尺模拟。本项目立足于“主动”逼近稳态迁移的单体沙丘演化系统，探讨沙丘演化的合理人工干预方案；以沙丘演化过程的微/宏观全维度动态测量为前提，搭建颗粒运动和沙丘形变的同步光学测量系统，开发沙丘表面复杂颗粒运动和沙丘三维形体的图像重构算法；通过对人工干预因子的量化，进行“干预力度相同”的风沙/水沙环境单体沙丘稳态迁移的横向比对实验，解析沙丘演化过程中宏观结构变化和微观颗粒运动特性的作用关系，建立单体沙丘稳态迁移模型。研究有助于完善现有沙丘演化数值模型，并为有效防治积沙和沙埋等风沙灾害提供理论依据。

中文关键词： 沙丘演化；风洞实验；光学测量；图像处理；数值模拟

英文摘要： Aeolian sand dune evolution accounts for the dynamic process of sand accumulation disaster, and guarantees the incessant feature of near-surface desertification. As the basic form of dune evolution, the balanced migration of individual sand dune becomes n

英文关键词： Dune evolution；Wind tunnel experiment；Optical measurement；Image pocessing；Numerical simulation