附件1風沙運動引發的災害已經成為影響人類社會的乙個重要環境問題。要實現對風沙災害的有效預報和合理防治，必須深刻認識風沙災害的成因和規律。從流動的角度來看，風沙運動實質上是顆粒物質與高雷諾數大氣邊界層湍流相互作用的結果，其特徵雷諾數reτ可達106~107量級。
目前有關風沙運動研究的理論基礎僅基於定常平均假設，導致理論**與實際情況存在顯著差異。為提高風沙運動的**精度和防治水平，必須依靠湍流特別是高雷諾數壁湍流的最新研究進展和理論突破。
高雷諾數壁湍流在湍流統計特性、流動結構等方面與低雷諾數情況存在較大差異，而風沙運動作為一種典型的高雷諾數流動，為高雷諾數湍流研究提供了非常有用的基準。本專案擬以高雷諾數風沙運動為主要研究物件，通過理論分析、實驗室模擬、數值**和野外觀測相互結合的方式，研究高雷諾數壁湍流的流動特性和機理，揭示湍流擬序結構對起沙和沙塵輸運的作用和影響規律，為風沙災害的預報和防治提供理論支援、**方法和工程依據，由此形成風沙運動研究的中國特色。
一、科學目標
以我國風沙災害防治為背景，針對高雷諾數湍流邊界層的一般規律、沙塵起沙機制和輸運特性，開展高雷諾數壁湍流的理論分析、實驗測量、數值模擬和野外觀測，掌握高雷諾數壁湍流流動特性和雷諾數影響規律，認識高雷諾數壁湍流擬序結構及尺度作用機理，揭示沙塵起跳和長距離輸運機理，構建適用於高雷諾數風沙預報的數值計算方法和計算平台。由此促進高雷諾數湍流和風沙運動學科的交叉融合，提公升我國在湍流和風沙物理學領域的創新能力。
二、研究內容
（一）壁湍流統計特性的雷諾數效應。
開展高雷諾數壁湍流的大氣邊界層淨風場測量，結合中等雷諾數直接數值模擬和高雷諾數大渦模擬，研究壁湍流統計特性隨雷諾數的變化規律和趨勢，包括：雷諾數對平均速度型與卡門常數的影響；湍動能第二峰的產生條件及能量輸運特性；風沙對湍流統計特性的影響。
（二）高雷諾數壁湍流結構的動力演化特性與尺度作用機理。
結合流動顯示、三維流場測量和直接數值模擬等手段，研究高雷諾數壁湍流中大尺度擬序結構的起源、演化和相互作用的特性、規律和機理，包括：邊界層內大尺度/超大尺度結構的生成和動力學演化過程；邊界層內外區流動結構的相互作用機制；沙塵與湍流擬序結構的相互影響規律。
（三）考慮高雷諾數效應的風沙運動預報方法。
綜合考慮在高雷諾數條件下出現的湍流脈動、大尺度結構等複雜因素，建立計及內外區相互作用的湍流模型，發展適用於高雷諾數風沙預報的新型預報方法，完成近地表風沙流形成與發展過程的模擬，較為準確地**沙粒的揚起過程及輸運特性。
三、資助期限 5年 （2023年1月至2023年12月）
四、資助經費 2000萬元
五、申請注意事項
（一）申請人應當認真閱讀本專案指南和通告，不符合專案指南和通告的申請專案不予受理。
（二）申請書的附註說明選擇「風沙環境下高雷諾數壁湍流結構及其演化機理研究」（以上選擇不準確或未選擇的專案申請不予受理）。
（三）本專案由數理科學部負責受理。
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