植物导管壁面增厚结构水动力学模型与流动阻力特性

针对植物木质部导管壁面增厚结构对流动阻力特性的影响问题,提出一种基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)的植物导管流体建模方法。建立了导管内壁增厚结构的伯努利数学模型,分析导管内径、增厚纹宽、纹高、纹间距和倾斜角等几何结构与导管流阻系数之间的关系;基于剪切应力传输(shear stress transport,SST)k-ω湍流模型建立了螺纹与环纹导管流场仿真模型,对不同几何结构的增厚导管内部水分流动的流场进行了数值模拟。结果表明,导管内径,增厚纹间距和纹高等结构对流体阻力影响显著,增厚纹宽、倾斜角等结构的变化对流体阻力影响较小;壁面增厚结构对小导管的流动阻力影响更加明显,纹高为2.3μm时,在内径为16μm的导管中增厚结构产生的结构流阻占总流阻的57.0%,而内径50μm的导管中增厚结构流阻只占总流阻的27.2%;具有相同结构参数的环纹导管与螺纹导管的水分传输效率接近,且随着导管内径增大两者压降越来越接近(相差小于0.5%)。研究结果为深入研究植物导管水动力学传输特性提供理论依据。     

设施农业介质消毒技术与设备的现状和发展

针对设施农业高密度栽培及同一地块上连年种植作物,使得土传病害、病原菌得以不断的积累、生长和繁殖而造成严重减产或降低产品质量的问题,论述了栽培介质消毒技术与设备的国内外应用现状,介绍了当前常用栽培介质消毒方法及设备的原理与研究成果,指出了不同消毒方法及设备所存在的问题及适用状况;分析和讨论了设施农业栽培介质消毒设备的技术发展.作为设施农业代表性的核心装备之一,高度机械化、无污染、高新技术的运用是其主要的发展趋势.     

轴向柱塞泵配流副润滑特性的数值分析

设计了轴向柱塞泵配流副的润滑特性试验系统 ,描述了润滑结构与特性试验系统的组成和功能。建立了配流副润滑膜形成的数学模型 ,该数学模型用于描述配流副间润滑膜的运动变化规律和工作介质在阻尼槽、压力平衡油槽中的压力、流量特性及分布规律。对不同工况下的配流副润滑膜的形成进行仿真分析 ,结果表明在其他工况不变时 ,润滑膜厚度随压力和温度的增加而减小。当转速达到 30 0 0 r/m in,盲孔个数为 6时 ,盲孔包角应选为 12°,或者盲孔个数为 12 ,盲孔包角选为 15°     

基于热平衡模型的温室地表水源热泵系统供暖设计与试验

为降低长江三角洲温室冬季供暖能耗,提出一种采用温室运行热负荷预测技术进行开放式温室地表水源热泵供暖系统（surface water-source heat hump system,SWSHPS）的供暖设计方法。结合温室的工程运行实际和各种环境因素,建立了温室热平衡预测模型。并采用MATLAB/SIMULINK模块进行了8种温室环境条件下的能量数值模拟,计算了温室不同覆盖材料和保温幕状态的能耗,当室外空气温度为0℃时,纳米掺锑二氧化锡涂膜玻璃温室比普通浮法玻璃温室可减少能耗23%,夜间开启保温幕比收拢可减少能耗22%。最后进行了温室冬季供暖试验,试验结果表明：室内空气温度垂直分布较均匀,能够满足设计要求,1月份系统平均制热性能系数（coefficient of performance,COP）值为2.3。基于热平衡预测模型设计的温室地表水水源热泵供暖系统是可行的。     

植物管胞纹孔流体力学建模与流阻特性数值模拟

植物管胞的输水率与水分在纹孔中的流动特性和规律紧密相关。为研究不同纹孔结构对流动阻力特性的影响,采用流体建模和数值模拟的方法,对带纹孔塞具缘纹孔建立了伯努利流体动力学模型,讨论了纹孔各结构参数与纹孔总流阻系数之间的关系。采用低雷诺数k-ε模型以及多孔介质模型,对不同结构的具缘纹孔水分流动进行数值模拟和分析,在此基础上,利用伯努利方程求解相应的流阻系数。结果表明,塞缘的流阻最大,占纹孔总流阻的74.7%,纹孔塞占16.8%,纹孔缘占8.5%。纹孔的流阻系数与纹孔直径、纹孔口直径、纹孔深度、塞缘微孔直径和孔隙率成反比,与纹孔塞直径、纹孔膜厚度成正比。纹孔塞起到控制水分流动的作用,随着纹孔塞偏离中心位置变大,纹孔的流动阻力先减小、后增大,纹孔塞越靠近纹孔口时,纹孔流动阻力越大。     

植物木质部导管梯状穿孔板流动阻力特性研究

简述了目前国内外植物木质部穿孔板流体建模研究概况,对穿孔板孔口流动特性进行了数学建模,利用Fluent软件对不同几何结构的穿孔板孔口附近的水分流动进行流场仿真,通过计算和分析仿真结果,研究了穿孔板倾斜角、导管内径、穿孔板孔数、等效孔宽对穿孔板流阻系数的影响规律.结果表明,当其他参数设定时,倾斜角增大,平均流量不变,穿孔板两侧的总压降及流阻系数先减小后增大;导管内径增大,平均流量增大,总压降减小,流阻系数减小;孔数增加,平均流量不变,穿孔板总压降增加,流阻系数也增加;等效孔宽增大,平均流量保持不变,总压降与流阻系数均减小.     

阻尼槽型连续供油配流副润滑机理的数值模拟

建立了阻尼槽型连续供油配流副油膜形成的数学模型。该数学模型用于描述配流副中油膜的运动变化规律和工作介质在阻尼槽、通油槽中的压力、流量特性及分布规律。在数学模型中考虑了配流副高、低压对油膜形成和变化产生的影响。通过该数学模型可以得出压力、温度对配流副油膜厚度、泄漏流量等润滑特性参数的影响规律。对不同工况下配流副油膜的形成进行仿真分析，结果表明在其他工况不变时，油膜厚度随压力和温度的增加而减小，配流副泄漏流量随压力和温度的增加而增大。