保育猪舍垂直通风CFD模拟及挡风板优化设计

为研究北方寒冷地区管道垂直通风保育猪舍内环境分布规律,以黑龙江省齐齐哈尔市保育猪舍为研究对象,通过计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)模拟不加挡风板与不同角度挡风板下温度场、风速场和平均空气龄分布情况.设计5种方案,方案1无挡风板,方案2圆柱形挡风板,方案3～5挡风板角度(α)为60°、45°、30°圆台形挡风板.保育猪舍管道垂直通风模型经现场试验验证,结果表明管道垂直通风CFD模型温度场和风速场与实际测量值差异不显著(决定系数R2分别达到0.9268和0.8926),表明模型仿真精度高;增加挡风板猪舍动物占用区域(Animal occupied zone,AOZ)温度场中温差降低50.77％～71.39％,温度标准差降低28.77％～62.32％,风速场中气流变异系数降低28.60％～61.37％,平均空气龄(Mean age of air,MAA)标准差降低14.83％～43.40％.不同角度挡板产生不同气流,影响温度场、风速场和平均空气龄分布.研究可为北方寒冷地区保育猪舍管道垂直通风结构优化设计和环境调控提供理论依据.