风沙地貌过程是地球表面特别是干旱区最为普遍的一种地貌过程。风成沙纹则是风力作用下地表形成的最基本的地貌类型,其演变过程与气流场的运动特征和沙面地表的物质组成等密切相关。沙纹具有规则的几何图案且一般表现为迎风坡缓、背风坡陡,但由于自然条件的千变万化,其形态也不是整齐划一的。气流与沙粒群的相互作用也使沙纹的外部形状和内部构造变得复杂多样。因此,沙纹是气流场与沙流场相互作用的直接体现,也是沙貌的主要表现形式。传统上,以野外观察或风洞实验获得的结论为基础,采用某些公式来描述流场和床面的变形,并将床面高度、输沙率和其他床面参数看成连续变量,通过简单的求解来揭示沙纹的形成和演化过程。随着计算机技术的发展,数值模拟方法逐渐成为研究风成沙纹形成机理的重要手段。它从野外和风洞实验数据或理论分析结果出发分析沙粒的受力情况,建立沙粒的运动方程,在此基础上进行数值模拟计算,并将计算结果和实验数据进行比较以确定沙粒受力分析是否正确,数值模拟时的简化和边界条件的确定是否合适等。本文为了研究风沙流动所引起的沙漠化问题,从动力学的角度出发进行了风沙流场的基础性研究并推导了风沙流本沟方程式。以风沙流场作为研究对象,从气固两相流的力学观点出发,分析了风沙流场的实际特性,从风沙流场的实际性质出发,首先详细的阐述了气流场本构方程式的建立和离散求解过程,然后分析了气流场和沙流场的牵连关系和独立性,详细的介绍了沙流场本构式的建立过程,并给出了气流场影响下沙流场的数学模型。最后,对气流场作用下的沙流场模型进行离散化处理,在不同边界条件下模拟了均匀、非均匀气流场与沙流场作用下,固定、半固定和自由流动沙区的沙貌形成和变化过程,并把其数值模拟结果与现场实验结果进行了对比分析。