王遠(yuǎn)成 張忠杰 吳子丹 丁德強(qiáng) 王雙鳳

計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)在糧食儲(chǔ)藏中的應(yīng)用

王遠(yuǎn)成1，2張忠杰3吳子丹3丁德強(qiáng)2王雙鳳2

(可再生能源建筑利用技術(shù)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1，濟(jì)南 250101)
(山東建筑大學(xué)熱能工程學(xué)院2，濟(jì)南 250101)
(國(guó)家糧食局科學(xué)研究院3，北京 100037)

計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(computational Fluid Dynamics，簡(jiǎn)稱CFD)是通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算和圖像顯示，對(duì)包含有流體流動(dòng)、熱量和質(zhì)量傳遞等相關(guān)物理現(xiàn)象所做的分析、計(jì)算和優(yōu)化的數(shù)值模擬工具。通過(guò)CFD技術(shù)在儲(chǔ)糧通風(fēng)工程中的應(yīng)用實(shí)例，對(duì)CFD技術(shù)進(jìn)行了介紹，并對(duì)采用CFD技術(shù)模擬儲(chǔ)糧中的通風(fēng)過(guò)程中流動(dòng)、熱濕傳遞過(guò)程和生態(tài)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，探討了采用CFD對(duì)儲(chǔ)糧中的流動(dòng)、傳熱傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬的優(yōu)勢(shì)以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

計(jì)算流體力學(xué)(CFD)糧食儲(chǔ)藏 流動(dòng) 傳熱傳質(zhì)

研究糧堆內(nèi)部熱濕傳遞過(guò)程的方法有試驗(yàn)方法(現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè))、理論分析方法和數(shù)值模擬方法。試驗(yàn)方法所得到的結(jié)果無(wú)疑是可靠的，但試驗(yàn)方法需要投入較大的人力物力，成本較高，而且試驗(yàn)結(jié)果不具有可重復(fù)性。理論分析(解析)方法的優(yōu)點(diǎn)在于所得結(jié)果具有普遍性，各種影響因素清晰可見(jiàn)。但是，它往往要求對(duì)計(jì)算對(duì)象進(jìn)行抽象和簡(jiǎn)化，才有可能得出理論解。對(duì)于糧堆內(nèi)部的熱濕耦合傳遞問(wèn)題，往往是非線性情況，很難得到解析結(jié)果?；谟?jì)算流體動(dòng)力學(xué)的數(shù)值模擬方法恰好克服了前面兩種方法的弱點(diǎn)，它具有成本低、適用范圍廣、結(jié)果形象逼真的特點(diǎn)。數(shù)值模擬是國(guó)外近年發(fā)展起來(lái)的一種研究流動(dòng)、傳熱傳質(zhì)等現(xiàn)象的新方法，它可以形象地再現(xiàn)流動(dòng)、熱濕傳遞過(guò)程的情景，因而正逐漸被人們所認(rèn)識(shí)和接受，CFD為解決這類問(wèn)題也提供了一個(gè)良好的數(shù)值分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)的工具。

1 CFD原理及應(yīng)用領(lǐng)域

1．1 CFD原理

CFD的基本思想可以歸結(jié)為:把原來(lái)在時(shí)間域及空間域上連續(xù)分布的物理量的場(chǎng)，如速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)等用一系列有限個(gè)離散點(diǎn)上的變量值的集合來(lái)代替，通過(guò)一定的原則和方式建立起關(guān)于這些離散點(diǎn)上場(chǎng)變量之間關(guān)系的代數(shù)方程組，然后求解代數(shù)方程組獲得場(chǎng)變量的近似值。因此，CFD可以看做是在流動(dòng)基本方程(質(zhì)量守恒方程、動(dòng)量守恒方程、能量守恒方程)控制下對(duì)流動(dòng)及傳熱傳質(zhì)過(guò)程的數(shù)值模擬。通過(guò)這種數(shù)值模擬，可以得到極其復(fù)雜問(wèn)題的流場(chǎng)內(nèi)各個(gè)位置上的基本物理量(如速度、壓力、溫度、濃度等)的分布，以及這些物理量隨時(shí)間的變化情況［1］。

CFD技術(shù)和理論自20世紀(jì)70年代建立，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，CFD出現(xiàn)了多種數(shù)值解法。這些方法之間的主要區(qū)別在于對(duì)控制方程的離散方式［2］。根據(jù)離散的原理和方式的不同，CFD大體上可分為三個(gè)分支:

(1)有限差分法(Finite Different Method，F(xiàn)DM):有限差分法是應(yīng)用最早、最經(jīng)典的CFD方法，它將求解域劃分為差分網(wǎng)格，用有限個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)代替連續(xù)的求解域，然后將偏微分方程的導(dǎo)數(shù)用差商代替，推導(dǎo)出含有離散點(diǎn)上有限個(gè)未知數(shù)的差分方程組，求出差分方程組的解就是微分方程定解問(wèn)題的數(shù)值近似解。這種方法比較成熟，較多地用于求解雙曲型和拋物型物理問(wèn)題。

(2)有限元法(Finite EIement Method，F(xiàn)EM):有限元法是20世紀(jì)80年代開(kāi)始應(yīng)用的數(shù)值解法，它吸收了有限差分法中離散處理的內(nèi)核，又采用了變分計(jì)算中選擇逼近函數(shù)對(duì)區(qū)域進(jìn)行積分的合理方法。有限元法因求解速度較有限差分法和有限體積法慢，因此應(yīng)用不是特別廣泛。

(3)有限體積法(Finite Volume Method，F(xiàn)VM):有限體積法是將計(jì)算區(qū)域劃分為一系列控制體積，將待解微分方程對(duì)每一個(gè)控制體積積分得出離散方程。有限體積法的關(guān)鍵是在導(dǎo)出離散方程過(guò)程中，需要對(duì)界面上的被求函數(shù)及其偏導(dǎo)數(shù)的分布作出某種形式的假定。用有限體積法導(dǎo)出的離散方程可以保證具有守恒特性，而且離散方程系數(shù)的物理意義明確，計(jì)算量相對(duì)較小。

采用CFD的方法對(duì)流體流動(dòng)和傳熱傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，通常包括如下步驟:

(1)建立反映工程問(wèn)題或物理問(wèn)題本質(zhì)的數(shù)學(xué)模型。

首先，建立反映實(shí)際問(wèn)題的各個(gè)量之間關(guān)系的微分方程，確定相應(yīng)的定解條件，這是數(shù)值模擬的出發(fā)點(diǎn)。非等溫流體流動(dòng)的基本控制方程通常包括質(zhì)量守恒方程、動(dòng)量守恒方程、能量守恒方程，以及這些方程相應(yīng)的定解條件。

(2)尋求高效率、高精確度的數(shù)值計(jì)算方法。

即建立針對(duì)控制方程的數(shù)值離散化方法，如有限差分法、有限元法、有限體積法等。數(shù)值計(jì)算方法包括微分方程的離散化方法及求解方法，這部分工作包括差分格式、計(jì)算網(wǎng)格劃分和迭代方法，以及貼體坐標(biāo)的建立、邊界條件的處理等，這些是CFD的核心。

(3)編制程序和進(jìn)行計(jì)算。

這部分工作包括離散后方程組的求解的迭代程序、初始條件和邊界條件的輸入、控制參數(shù)的設(shè)定等。由于求解的問(wèn)題比較復(fù)雜，比如流動(dòng)方程(Navier－Stokes方程)就是一個(gè)十分復(fù)雜的非線性方程，數(shù)值求解方法在理論上不是絕對(duì)完善的，所以需要通過(guò)試驗(yàn)加以驗(yàn)證，從這個(gè)意義上講，數(shù)值模擬又叫數(shù)值試驗(yàn)。

(4)顯示計(jì)算結(jié)果。

計(jì)算結(jié)果一般通過(guò)圖表等方式顯示，這對(duì)檢查和判斷分析數(shù)值模擬的質(zhì)量和結(jié)果有重要參考意義。

1．2 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域

近幾十年來(lái)，CFD有了很大的發(fā)展，替代了經(jīng)典流體力學(xué)中一些近似計(jì)算法和圖解法;所有涉及流體流動(dòng)、熱交換、分子輸運(yùn)等現(xiàn)象的問(wèn)題，幾乎都可以通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)的方法進(jìn)行分析和模擬。目前，CFD技術(shù)的應(yīng)用早己超越傳統(tǒng)的流體力學(xué)和流體工程的范疇，如航空、航天、船舶、動(dòng)力、水利等而擴(kuò)展到化工、核能、冶金、建筑、環(huán)境、生物等許多相關(guān)領(lǐng)域中，而且應(yīng)用范圍正不斷擴(kuò)大。CFD不僅是一個(gè)研究工具，而且還作為優(yōu)化設(shè)計(jì)工具在水利工程、土木工程、環(huán)境工程、食品工程、海洋結(jié)構(gòu)工程、工業(yè)制造等領(lǐng)域發(fā)揮作用。典型的應(yīng)用場(chǎng)合及相關(guān)的工程問(wèn)題包括:水輪機(jī)、風(fēng)機(jī)和泵等流體機(jī)械內(nèi)部的流體流動(dòng)的分析;飛機(jī)和航天飛機(jī)等飛行器的優(yōu)化設(shè)計(jì);汽車流線外型對(duì)性能影響的預(yù)測(cè);風(fēng)載荷對(duì)高層建筑物穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)性能影響的分析;溫室及室內(nèi)的空氣流動(dòng)及環(huán)境質(zhì)量的分析;電子元器件的冷卻;換熱器性能分析及換熱器片形狀的優(yōu)化;河流中污染物的擴(kuò)散;汽車尾氣對(duì)街道環(huán)境的污染;食品中細(xì)菌的輸運(yùn)等。

1．3 常用的CFD商用軟件

為了完成CFD計(jì)算，過(guò)去多是用戶自己編寫(xiě)計(jì)算程序，由于CFD的復(fù)雜性及計(jì)算機(jī)軟硬件條件的多樣性，使得用戶各自的應(yīng)用程序往往缺乏通用性，而CFD本身又有其鮮明的系統(tǒng)性和規(guī)律性，因此，比較適合于被制成通用的商用軟件。自1981年以來(lái)，經(jīng)過(guò)科學(xué)家及相關(guān)工程人員的研究和開(kāi)發(fā)，出現(xiàn)了如PHOENICS、CFX、STAR－CD、AIRPAK、FLUENT等多個(gè)商用CFD軟件，這些軟件的顯著特點(diǎn)是:(1)功能比較全面、適用性強(qiáng)，幾乎可以求解工程界中的各種復(fù)雜問(wèn)題。(2)具有比較易用的前后處理系統(tǒng)和與其他CAD軟件的接口能力，便于用戶快速完成造型、網(wǎng)格劃分等工作。同時(shí)，還可讓用戶擴(kuò)展自己的開(kāi)發(fā)模塊。(3)具有比較完備的容錯(cuò)機(jī)制和操作界面，穩(wěn)定性高。(4)可在多種計(jì)算機(jī)、多種操作系統(tǒng)，包括并行環(huán)境下運(yùn)行。

2 CFD在糧食儲(chǔ)藏中的應(yīng)用

CFD技術(shù)在糧食儲(chǔ)藏中應(yīng)用的歷史并不長(zhǎng)，國(guó)外從20世紀(jì)80年代開(kāi)始應(yīng)用CFD技術(shù)對(duì)糧食儲(chǔ)藏過(guò)程中流動(dòng)、熱濕傳遞等現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值模擬研究，國(guó)內(nèi)則是近幾年才開(kāi)始應(yīng)用CFD對(duì)糧食儲(chǔ)藏通風(fēng)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬分析。

2．1 儲(chǔ)糧通風(fēng)過(guò)程中流場(chǎng)、溫度和水分場(chǎng)數(shù)值模擬

Metzger JF等［3］提出了針對(duì)通風(fēng)儲(chǔ)存小麥的一個(gè)模型，并使用CFD模擬了強(qiáng)迫對(duì)流換熱和水分在垂直方向的傳遞及分布。Chang C S等［4－5］提出了一個(gè)基于熱質(zhì)平衡理論的嚴(yán)密的數(shù)學(xué)模型，并采用

CFD方法預(yù)測(cè)了小麥通風(fēng)儲(chǔ)藏過(guò)程中溫度和水分含量的分布規(guī)律，該數(shù)值研究是基于有限差分方法，包括代表強(qiáng)迫對(duì)流傳熱傳質(zhì)的源項(xiàng)。Smith E A［6］采用有限元的方法對(duì)就倉(cāng)干燥通風(fēng)時(shí)底部具有水平通風(fēng)道的錐形糧倉(cāng)內(nèi)部的速度和壓力場(chǎng)進(jìn)行了模擬分析。Sun Dawen等［7－8］提出了一個(gè)針對(duì)谷物冷卻的數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用該模型模擬了冬季英國(guó)東南部的圓筒倉(cāng)內(nèi)谷物冷卻過(guò)程中溫度、水分的變化規(guī)律?；跓崃亢唾|(zhì)量守衡定律，Jia Canchun等［9］模擬了就倉(cāng)通風(fēng)過(guò)程中糧倉(cāng)內(nèi)儲(chǔ)藏小麥的溫度變化，但是沒(méi)有模擬小麥水分的變化。Iguaz A等［10］提出了一個(gè)針對(duì)周期通風(fēng)的儲(chǔ)藏大米的模型，并采用CFD方法預(yù)測(cè)了倉(cāng)內(nèi)溫度的變化。Garg D等［11］使用CFD軟件(Fluent6．3)模擬分析了大型圓筒倉(cāng)中糧粒非均勻分布時(shí)通風(fēng)過(guò)程中糧倉(cāng)內(nèi)部的流場(chǎng)的分布規(guī)律。Daniela de Carvalho Lopes等［12］基于CFD的方法編制一個(gè)軟件程序(AERO)模擬使用變環(huán)境參數(shù)做條件的圓筒倉(cāng)糧食通風(fēng)過(guò)程中的溫度的變化規(guī)律，而且糧食發(fā)熱因素也被考慮。Lukasse L J S等［13］建立了農(nóng)產(chǎn)品就倉(cāng)通風(fēng)時(shí)倉(cāng)內(nèi)微氣候動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)土豆儲(chǔ)存過(guò)程中的溫度和水分進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析。Lukaszuk J等［14］采用數(shù)值模擬的方法研究了幾種糧粒在不同堆積方式情況下的通風(fēng)阻力。張忠杰等［15］采用CFD方法模擬了準(zhǔn)靜態(tài)倉(cāng)儲(chǔ)糧堆的溫度場(chǎng)。

基于CFD技術(shù)對(duì)就倉(cāng)降溫冷卻和干燥通風(fēng)時(shí)糧堆內(nèi)部溫度和水分的變化過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較［16］。研究包括:①根據(jù)局部熱質(zhì)平衡原理和吸濕解吸濕理論，建立了深層糧堆內(nèi)部熱濕耦合傳遞的數(shù)學(xué)模型。②采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)(CFD)對(duì)大型房式倉(cāng)內(nèi)糧堆溫度和水分隨通風(fēng)氣流溫度和濕度改變而變化的規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。表1是對(duì)2種工況下倉(cāng)儲(chǔ)糧堆內(nèi)部熱濕傳遞過(guò)程的數(shù)值模擬分析。

表1 模擬的工況

圖1 工況1模擬的物理模型

圖2 工況2模擬的物理模型

圖1 中工況1模擬的是就倉(cāng)冷卻通風(fēng)過(guò)程，數(shù)值模擬的糧倉(cāng)為圓筒倉(cāng)。糧倉(cāng)的直徑為10 m，裝糧高度為2．8 m?？紤]到筒倉(cāng)的軸對(duì)稱性，數(shù)值計(jì)算中采用二維計(jì)算模型。糧堆(小麥)初溫30℃(303 K)，干基水分17．65%，(濕基水分15%)。由于模擬的是谷冷機(jī)通風(fēng)降溫情況，進(jìn)風(fēng)口空氣的溫度為15℃(288 K)，進(jìn)風(fēng)口空氣的相對(duì)濕度為56．85%，通風(fēng)風(fēng)量為q=14 m3/h·ton。圖3～圖6分別為冷卻通風(fēng)過(guò)程中糧倉(cāng)及糧堆中的速度、壓力、溫度和水分的分布。

圖6 通風(fēng)24 h糧堆內(nèi)水分分布圖

圖2 工況2模擬的是太陽(yáng)能/熱泵聯(lián)合就倉(cāng)干燥通風(fēng)過(guò)程，模擬的試驗(yàn)倉(cāng)尺寸為1 m×2 m×0．8 m(X×Z×Y)。小麥的初始溫度為20℃，初始水分為17．65%(干基)。小麥的孔隙率為0．4，小麥容重為750 kg/m3，比熱容為1 871 J/(kg·K)，導(dǎo)熱系數(shù)為0．159 W/(m·K)。試驗(yàn)倉(cāng)底部均勻分布的通風(fēng)孔板，糧堆(小麥)高度為0．3 m。模擬的條件為太陽(yáng)能/熱泵聯(lián)合系統(tǒng)輸出的干燥空氣，考慮到實(shí)際糧倉(cāng)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)受太陽(yáng)輻射及倉(cāng)外空氣的影響，在模擬中采用綜合溫度來(lái)考慮太陽(yáng)輻射及倉(cāng)外空氣的影響。

綜合溫度tz=tw+ρI/αw

式中:αw為圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面與室外空氣間的換熱系數(shù)/W/(m2·K);tw為室外空氣計(jì)算溫度/℃;τw為圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面溫度/℃;ρ為圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收系數(shù);I為圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面接受的總的太陽(yáng)輻射度/W/m2。

綜合溫度實(shí)際上相當(dāng)于將室外空氣溫度tw提高了一個(gè)由太陽(yáng)輻射引起的溫度的附加值ρI/α［17］。

w送風(fēng)口的風(fēng)速為1．25 m/s，送風(fēng)溫度為干燥空氣的溫度，如圖7所示，送風(fēng)濕度(絕對(duì)濕度)為干燥空氣的濕度，如圖8所示。圖9為干燥通風(fēng)12 h糧倉(cāng)內(nèi)部溫度剖面圖，圖10為干燥通風(fēng)482 h小麥水分剖面圖。

圖7 干燥通風(fēng)時(shí)送風(fēng)溫度

2．2 非通風(fēng)時(shí)儲(chǔ)糧內(nèi)部自然對(duì)流及溫度梯度引起的水分遷移

Abe T等［18］基于CFD理論的數(shù)值模擬的方法分析了糧倉(cāng)內(nèi)谷物溫度和水分在儲(chǔ)藏過(guò)程中變化的規(guī)律，研究中未考慮倉(cāng)內(nèi)自然對(duì)流的作用及影響。Praksh Mahesh等［19－20］對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)中的吸濕性多孔介質(zhì)(糧堆)內(nèi)部的由于自然對(duì)流作用引起的熱量傳遞和水分遷移進(jìn)行了模擬研究，發(fā)現(xiàn)了吸濕性多孔介質(zhì)內(nèi)部水分由于外界(倉(cāng)外)大氣溫度變化而導(dǎo)致局部升高的現(xiàn)象。Jia Canchun等［21－22］采用數(shù)值模擬的方法分別研究了由于糧堆內(nèi)部發(fā)熱而引起糧堆溫度變化規(guī)律以及糧堆溫度隨倉(cāng)外氣候周期變化而變化的規(guī)律。Iguaz A等［23］采用CFD方法數(shù)值模擬分析了倉(cāng)儲(chǔ)糧溫和水分隨外界氣溫變化而變化規(guī)律。Ali M S等［24］使用二維柱坐標(biāo)的質(zhì)擴(kuò)散方程，借助CFD模擬了木質(zhì)圓筒倉(cāng)內(nèi)玉米的水分隨倉(cāng)外大氣濕度變化而變化的規(guī)律，由于忽略了溫度梯度對(duì)水分?jǐn)U散的影響，模擬結(jié)果低估了倉(cāng)內(nèi)玉米的水分。Alabadan B A．等［25］、Ruska Laszlo［26］分別采用二維柱坐標(biāo)的導(dǎo)熱微分方程模擬了圓筒倉(cāng)內(nèi)谷物溫度隨倉(cāng)外氣溫變化而變化的規(guī)律，模擬中忽略了糧粒表面水蒸氣的蒸發(fā)阻力和吸濕解吸濕的相變潛熱的影響。

2．3 儲(chǔ)糧生態(tài)系統(tǒng)數(shù)值模擬(氣調(diào)、殺蟲(chóng)劑、害蟲(chóng)分布及其他)

Thorpe GR等［27－28］對(duì)糧食熏蒸過(guò)程中殺蟲(chóng)劑的殘留濃度以及通風(fēng)過(guò)程中糧堆內(nèi)部的害蟲(chóng)、發(fā)芽率進(jìn)行了模擬研究，并且與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本相符。Driscolla R等［29］采用數(shù)值模擬的方法預(yù)測(cè)了糧堆內(nèi)部害蟲(chóng)發(fā)展規(guī)律以及發(fā)芽率變化情況。Mani S等［30］基于CFD的方法模擬了倉(cāng)儲(chǔ)糧堆中由于害蟲(chóng)誘導(dǎo)發(fā)熱的溫度場(chǎng)。Smith E A等［31］對(duì)CO2氣調(diào)儲(chǔ)糧時(shí)糧堆內(nèi)部的二氧化碳的濃度分布進(jìn)行了模擬研究，揭示了CO2氣調(diào)儲(chǔ)糧時(shí)糧倉(cāng)內(nèi)部二氧化碳遷移規(guī)律。Xanthopoulos G等［32］基于CFD的方法對(duì)通風(fēng)儲(chǔ)糧時(shí)糧堆內(nèi)部的溫度、水分、發(fā)芽率和呼吸強(qiáng)度進(jìn)行了系統(tǒng)的數(shù)值分析。

3 CFD在糧食儲(chǔ)藏中的應(yīng)用前景

數(shù)值模擬是國(guó)外近年發(fā)展起來(lái)的一種研究流動(dòng)、傳熱傳質(zhì)等現(xiàn)象的新方法，它可以形象地再現(xiàn)流動(dòng)、熱濕傳遞過(guò)程的情景，也為分析和預(yù)測(cè)糧食儲(chǔ)藏、糧倉(cāng)生態(tài)系統(tǒng)的變化規(guī)律提供了一個(gè)良好的數(shù)值分析和優(yōu)化工具。CFD模擬結(jié)果不僅可以提供糧食儲(chǔ)藏中空氣流動(dòng)、熱濕傳遞過(guò)程中各種熱力學(xué)參數(shù)與流體流動(dòng)的詳細(xì)信息，而且還可以為優(yōu)化儲(chǔ)糧通風(fēng)系統(tǒng)及工藝、探究?jī)?chǔ)糧生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展規(guī)律提供了新的方法。隨著計(jì)算機(jī)性能的不斷提高和CFD通用軟件推廣和普及，CFD技術(shù)將為更多的倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)人員所掌握，并在糧食儲(chǔ)藏工程得到更廣泛的應(yīng)用。

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Application of Computational Fluid Dynamics Technology in Grain Storage Systems

Wang Yuancheng1，2Zhang Zhongjie3Wu Zidan3Ding Deqiang2Wang Shuangfeng2
(Key Laboratory of Renewable Energy Utilization Technologies in Buildings，Ministry of Education1，Ji'nan 250101)
(School of Thermal Energy Engineering，Shandong Construction University2，Ji'nan 250101)
(Academy of State Administration of Grmnl3，Beijing 100037)

Computational Fluid Dynamics(CFD)is a simulation tool，which uses powerful computer and applied mathematics to model fluid flow situations for the prediction of heat，mass，momentum transfer and optimal design in industrial processes．This paper reviews the application of CFD in grain storage systems including cooling ventilation，drying ventilation，ecosystems in ventilation，natural convection heat and moisture transfer without aeration．The advantages of using CFD are discussed and the future of CFD applications is also outlined．

computational fluid dynamics，grain Storage，air flow，heat and mass transfer

TS207．7

A

1003－0174(2012)05－0086－06

山東省自然科學(xué)基金(ZR2011EEM011)，濟(jì)南市科技發(fā)展計(jì)劃(200906044)

2011－07－11

王遠(yuǎn)成，男，1963年出生，教授，博士，多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)和建筑環(huán)境