外旋32型刹克龙内流场的数值模拟

应用PHOENICS程序，采用三维贴体网格，Chen-Kim湍流模型对外旋32型刹克龙内气相流场进行了三维数值模拟．数值模拟结果与实验数据基本相符，对比发现Chen-Kim模型较适合于模拟涡旋流动，可以用来进行旋风分离器的流场模拟．     

密闭储存粮堆内部自然对流和热量传递分析

基于多孔介质流动和传热传质理论,建立了仓储粮堆内部自然对流、热湿耦合传递的数学模型。采用近似分析原理和数值模拟方法研究了仓储粮堆内的传热和自然对流过程及其影响因素。结果表明对于颗粒较小的谷物如小麦,储存过程中的温度主要受热传导的影响,但是对于颗粒较大的谷物如玉米,自然对流的影响会更大。通过理论分析和数值模拟证明了粮仓中低速的水分迁移对储粮温度变化影响很小。在"瘦高"型的圆筒仓中,自然对流的影响作用较强,自然对流作用会使粮仓内温度混合更加均匀。     

局地气候下不同初始水分稻谷静态储藏的模拟研究

为保证稻谷在储藏期间的品质,对粮堆在不同初始湿基水分条件下静态储藏过程进行研究具有重要意义。基于局部热平衡以及多孔介质热湿耦合理论,建立了仓储稻谷在静态储存条件下粮堆内部传热传质数学模型,通过有限元软件COMSOL Multiphysics模拟了秋冬季和春夏季两个时间段内初始湿基水分为14%、16%、19%条件下中试圆筒粮仓(高度为6 m、直径为3 m)在静态储粮时热湿耦合迁移过程。研究结果表明：对于长时间储藏的粮堆,外界温度以及稻谷自身呼吸对粮堆的热湿传递影响具有累积作用,能对粮堆内部的热湿传递产生持续效应;而外界温度对粮堆温度的影响与粮堆的初始湿基水分又有着有很大关系,初始湿基水分为19%的粮堆在储藏期间温湿度均较高,该工况下稻谷活性相对较大,呼吸散热散湿量多,粮堆始终处于高温高湿的危险储粮状态。在初始湿基水分较高工况下储粮易造成稻谷霉变等变化,进而降低稻谷品质。     

三种不同通风道对浅圆仓通风效果的模拟研究

基于多孔介质流动和热湿耦合传递理论,推导得到了浅圆仓的粮堆内部动量方程、能量方程和水分守恒方程,通过数值求解法解决仓储粮堆的自然对流、热量传递和水分传递之间的问题。采用Fortran编程的方法,针对浅圆仓的十字型通风道、环型通风道、组合型(十字型加环型)通风道的通风效果进行了数值模拟分析。结果表明:组合型通风道相比其它两种通风道仓内气流分布更加均匀,降温保水效果最好,更有利于粮食的安全储存和节能降耗。为浅圆仓通风道的选择和设计提供了理论指导和依据。     

冷却干燥通风过程中粮仓内热湿耦合传递的数值模拟

基于多孔介质传热传质的理论,建立了一种冷却干燥通风过程中粮仓内热湿耦合传递的数学模型。借助数值模拟的方法,对冷却干燥通风过程中粮仓内温度和水分的变化进行了模拟研究,得到了冷却干燥通风过程中粮堆内部热量传递和水分迁移的基本规律。     

高大平房仓双侧吸出式斜流通风数值模拟和实验的比较研究

本研究基于数值模拟方法,对高大平房仓双侧吸出式斜流降温保水通风实验工况进行了数值模拟仿真,分析了在双侧吸出式斜流通风过程中粮堆温度和水分的变化规律,对实验数据与计算机模拟结果进行了对比分析。同时,探究了斜流通风与横向通风相结合时的降温保水效果。研究发现,采用双侧吸出式揭膜斜流通风,在通风空气温度和湿度合适的情况下,可以实现高大平房粮堆上部的快速降温保水效果。在进行斜流通风后,再适当地进行一段时间的横向通风,就可以有效地降低粮堆底部的粮温,而且粮堆水分基本不变。斜流与横向相结合的通风方式可以实现储粮快速降温保水效果。     

大跨度平房仓上下行降温通风的数值模拟研究

基于多孔介质流动和传热传质理论,建立了仓储储粮通风过程中粮堆内部流动及热湿耦合传递的数学模型。采用计算流体动力学的方法,预测分析了双侧通风的大跨度平房仓在不同粮堆温度梯度方向、不同竖向通风方式的4种工况下粮堆内部温度和水分变化规律。同时探究了吊顶粮仓与未吊顶粮仓在4种通风工况下的降温保水效果。结果表明：粮仓未吊顶时,上行通风方式的降温保水效果优于下行通风;对于吊顶粮仓,上行通风与下行通风降温保水效果相差不大;粮面顶部的空气区域对降温通风时粮堆的温度变化、水分变化影响较大,对粮仓进行吊顶,具有更好的降温保水效果。     

鲁棒的满足误差约束的平面cage生成EI北大核心CSCD

Cage是基于广义重心坐标的形状编辑与变形应用的基本要素,但现有算法无法保证生成的cage与模型间的距离能够满足给定的误差约束.为此,提出一种鲁棒的平面cage生成算法,对于用户指定的平面网格模型和Hausdorff距离上界,首先生成初始cage,使其与平面网格模型边界间的双向Hausdorff距离在设定的界内;其次,通过拓扑优化和几何优化降低cage的复杂度,并保证cage满足距离上界约束.对于任意的平面网格模型,该算法能从理论上保证生成的cage满足约束.在包含大量平面网格模型的公开数据集上的实验结果表明,与现有方法相比,该算法生成的cage在相同的Hausdorff距离下顶点数更少,在相同的顶点数下Hausdorff距离更小.     

围护结构对浅圆仓粮堆温度模拟的影响研究

针对围护结构材质为钢筋混凝土的浅圆仓,为了准确模拟外部环境对粮堆温度的影响,研究建立了符合局地气候条件的“粮堆—围护结构—环境”传热模型。通过在粮堆模型外部增加围护结构区域并考虑其传热性质,使得建立的模型可以体现出粮仓围护结构对粮堆与外部环境温度之间传热过程的迟滞效应。在此基础之上,以济南市2021年5月至9月的逐时大气温度数据作为输入,模拟了不同围护结构传热参数设定对粮堆温度演化的影响,模拟结果表明,围护结构的物性参数会对粮堆温度的数值和波动幅值产生影响。因此,在模拟围护结构材质为钢筋混凝土的浅圆仓内部粮堆温度演化时,考虑围护结构的传热作用是模拟结果准确的重要前提。     

基于数值预测的稻谷横向降温保水通风最佳湿度研究

本实验基于多孔介质热湿传递原理和粮粒吸湿/解吸湿理论,建立了通风过程中粮堆内部热湿耦合传递方程,采用数值预测的方法,研究了吨粮通风量不变、粮堆初始温度与通风空气温度差8℃情况下,粮堆初始平衡湿度与通风空气湿度差分别为-5%、0%和5%时,粮堆内部温度和水分随时间的变化规律。探究了通风湿度对稻谷横向保水降温通风过程中粮堆温度和水分的影响,分析了一定初始粮温和水分时通风空气温湿度对降温保水的效果,得到了稻谷横向降温保水通风的最佳湿度。研究结果可以丰富和完善横向降温保水通风工艺,同时也为横向降温保水通风的操作提供依据。