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仓储玉米孔道网络模拟与实验研究
在储藏过程中,环境温度和湿度是影响储藏品质的重要因素。利用传感器可实时反映粮仓局部粮堆粮情,但存在检测设备成本高、无法有效预测粮情和滞后等问题;而数学模型模拟方法能便捷地获取仓内温湿度等参数的变化规律,利于了解粮情变化趋势和提前采取相应的控温控湿操作。
基于连续介质假设的模型,将仓内粮食颗粒与孔隙空间假设为连续均匀介质,与粮堆结构不符。孔道网络模型能解释孔隙空间内许多现象,但存在无法有效描述多孔介质骨架信息的问题。
本文创新性地从粮食颗粒堆积结构出发,通过EDEM软件模拟一定容器中的玉米颗粒自然堆积过程,通过voro++软件处理堆积体中的颗粒坐标及半径等数据,并设计相应算法编程获取孔、喉、颗粒间的连接关系及各自尺寸等参数,建立了仓储粮堆孔道网络物理模型,减少了模型与真实堆积体间的差异;提出了描述该物理模型的三大结构参数:模型规模数、几何信息和拓扑信息。这三大结构参数能够清楚描述多孔介质的各项参数,为后续的数值模拟计算奠定了理论基础。
以已有描述干燥过程的二维多尺度规则孔道网络模型为基础,改进了容器尺度和颗粒尺度上的质量、热量和动量守恒方程,以及两尺度间的 ...
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