谷物颗粒物料等效介电特性的数值模拟

农业物料的电磁效应基础研究在农产品微波辅助应用及器件设计中具有较好的应用价值。针对堆积型谷物颗粒物料提出了集离散元法、有限元法和平均能量法为一体的等效介电特性模拟仿真模型和数值计算方法,采用数值计算和实验测量方法验证了模型的有效性和准确性。结果表明:真实稻谷和模拟稻谷的堆积角误差为0.45%。在谷物颗粒的介电常数(2.0～10.0)、介电损耗因子(0.1～0.9)、微波频率(2.0～11.7 GHz)、湿基含水率(2.0%～19.7%)和体积分数(18.2%～88.0%)计算条件下,采用模拟模型得到的谷物物料等效介电特性的数值结果与实验测量值的最大误差小于5.0%。上述结果可为谷物类农产品的微波加工和非破坏性检测提供依据,为其他不同种类农业散粒体的介电特性模拟研究提供参考。