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計(jì)算機(jī)流體動(dòng)力學(xué)CFD在畜禽舍的應(yīng)用

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發(fā)布時(shí)間:2021-11-29

近些年來,計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)在畜禽舍中模擬環(huán)境分布的應(yīng)用越來越普遍,CFD技術(shù)是一項(xiàng)有效和可行的方法,可以讓我們更直觀的看出舍內(nèi)的氣流變化。Sourabh等針對(duì)蛋雞舍中兩個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)方案的比較以及流行疾病的傳播特性,對(duì)雞舍中的氣流進(jìn)行了數(shù)字化的研究。文中主要使用了CFD模擬方法對(duì)舍內(nèi)舍外的氣流進(jìn)行分析,其中病毒顆粒的傳播被簡(jiǎn)化假設(shè)為一種示蹤氣體(NH3),同時(shí)蛋雞舍中由雞產(chǎn)生的熱羽流影響也被考慮。通過對(duì)兩個(gè)氣流方向相反的通風(fēng)系統(tǒng)方案比較,結(jié)果表明氣流由下至上的通風(fēng)系統(tǒng)效果相比于由上至下的通風(fēng)系統(tǒng)更好。Daniella等對(duì)現(xiàn)有的一棟?rùn)C(jī)械通風(fēng)肉雞舍進(jìn)行了評(píng)估,并采用CFD技術(shù)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)中排風(fēng)扇的位置、數(shù)量進(jìn)行了分析研究。此外Blanes、Lnbok L、Kwon等都使用CFD技術(shù)對(duì)雞舍內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià),并且對(duì)氣流分布進(jìn)行了模擬研究。李文良等利用CFD技術(shù)對(duì)密閉式平養(yǎng)雞舍的矩形進(jìn)風(fēng)口風(fēng)門的安裝高度、開啟角度和進(jìn)風(fēng)風(fēng)速對(duì)舍內(nèi)氣流分布的影響進(jìn)行模擬分析,結(jié)果表明進(jìn)風(fēng)口安裝高度不同,風(fēng)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(shù)值模擬方法對(duì)密閉式籠養(yǎng)蛋雞舍內(nèi)的氣流組織及熱濕環(huán)境進(jìn)行研究,這里他將單列籠架及其雞體簡(jiǎn)化為不同方向具有相同阻力特性的長(zhǎng)方體,并將其設(shè)置為多孔介質(zhì)模型。王校帥等采用CFD技術(shù)對(duì)蛋雞舍熱環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估分析,并對(duì)蛋雞舍進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),在研究中作者詳細(xì)講解了蛋雞舍中包括建模、網(wǎng)格劃分、邊界條件確定等數(shù)值模擬問題,該研究結(jié)果為畜禽舍的熱環(huán)境模擬提供了一種有效的分析方法,也為畜禽舍的通風(fēng)系統(tǒng)以及降溫系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。

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同樣CFD技術(shù)針對(duì)豬舍、牛舍內(nèi)的環(huán)境研究也越來越成熟,Bernardo等采用CFD方法對(duì)一棟豬舍中的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)與評(píng)估,并在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中進(jìn)行了驗(yàn)證。賀城等以豬舍為研究對(duì)象,以CFD方法為基礎(chǔ),分別對(duì)舍內(nèi)的氣流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行了環(huán)境數(shù)值模擬,為我國豬場(chǎng)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。鄧書輝等對(duì)低屋面橫向通風(fēng)牛舍空氣流場(chǎng)、溫濕度場(chǎng)進(jìn)行了CFD模擬,提出了LPVC牛舍環(huán)境的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法并進(jìn)行了實(shí)證,為我國LPCV牛舍改造和環(huán)境調(diào)控提供了理論依據(jù)和技術(shù)支撐。因此可見,CFD技術(shù)在畜禽舍中的分析應(yīng)用越來越普遍。?


綜上所述,豬舍環(huán)境越來越復(fù)雜,環(huán)境調(diào)控越來越受到人們的重視,環(huán)境控制成為規(guī)模化養(yǎng)殖生產(chǎn)技術(shù)中一個(gè)重要的組成部分。基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)的數(shù)值模擬是研究建筑環(huán)境的重要方法,由于其可獲得建筑設(shè)施三維空間的氣流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)等環(huán)境分布,且模擬結(jié)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(shí)短等優(yōu)點(diǎn),因此在民用及農(nóng)業(yè)建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。


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