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計算機流體動力學CFD在畜禽舍的應用

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發布時間:2021-11-29

近些年來,計算流體動力學(CFD)在畜禽舍中模擬環境分布的應用越來越普遍,CFD技術是一項有效和可行的方法,可以讓我們更直觀的看出舍內的氣流變化。Sourabh等針對蛋雞舍中兩個通風系統方案的比較以及流行疾病的傳播特性,對雞舍中的氣流進行了數字化的研究。文中主要使用了CFD模擬方法對舍內舍外的氣流進行分析,其中病毒顆粒的傳播被簡化假設為一種示蹤氣體(NH3),同時蛋雞舍中由雞產生的熱羽流影響也被考慮。通過對兩個氣流方向相反的通風系統方案比較,結果表明氣流由下至上的通風系統效果相比于由上至下的通風系統更好。Daniella等對現有的一棟機械通風肉雞舍進行了評估,并采用CFD技術對通風系統中排風扇的位置、數量進行了分析研究。此外Blanes、Lnbok L、Kwon等都使用CFD技術對雞舍內的通風系統進行評價,并且對氣流分布進行了模擬研究。李文良等利用CFD技術對密閉式平養雞舍的矩形進風口風門的安裝高度、開啟角度和進風風速對舍內氣流分布的影響進行模擬分析,結果表明進風口安裝高度不同,風門開啟的角度也不同,形成射流寬度有一定差異。翟耀芳等采用數值模擬方法對密閉式籠養蛋雞舍內的氣流組織及熱濕環境進行研究,這里他將單列籠架及其雞體簡化為不同方向具有相同阻力特性的長方體,并將其設置為多孔介質模型。王校帥等采用CFD技術對蛋雞舍熱環境質量進行評估分析,并對蛋雞舍進行結構優化設計,在研究中作者詳細講解了蛋雞舍中包括建模、網格劃分、邊界條件確定等數值模擬問題,該研究結果為畜禽舍的熱環境模擬提供了一種有效的分析方法,也為畜禽舍的通風系統以及降溫系統合理設計提供理論依據和指導。

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同樣CFD技術針對豬舍、牛舍內的環境研究也越來越成熟,Bernardo等采用CFD方法對一棟豬舍中的通風系統進行了重新設計與評估,并在現場試驗中進行了驗證。賀城等以豬舍為研究對象,以CFD方法為基礎,分別對舍內的氣流場和溫度場進行了環境數值模擬,為我國豬場的設計提供理論依據。鄧書輝等對低屋面橫向通風牛舍空氣流場、溫濕度場進行了CFD模擬,提出了LPVC牛舍環境的優化設計方法并進行了實證,為我國LPCV牛舍改造和環境調控提供了理論依據和技術支撐。因此可見,CFD技術在畜禽舍中的分析應用越來越普遍。?


綜上所述,豬舍環境越來越復雜,環境調控越來越受到人們的重視,環境控制成為規模化養殖生產技術中一個重要的組成部分。基于計算流體動力學(CFD)的數值模擬是研究建筑環境的重要方法,由于其可獲得建筑設施三維空間的氣流場、溫度場、壓力場等環境分布,且模擬結果能夠可視化,相比于其他研究方法,CFD模擬具有直觀、成本低、耗時短等優點,因此在民用及農業建筑等領域的應用越來越廣泛。


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