基于球体模型的苹果接触点局部处理方式研究

摘要：

为实现新鲜果蔬采后预冷CFD数值模拟研究,以单个富士苹果为研究对象,构建果品近真实3D模型,在雷诺数为10 ～ 30 000的范围内对比真实果形与等直径球体壁面切应力、壁面阻力系数、边界层分离角度以及尾流回流区长度之间的不同,验证在CFD模拟研究中是否可直接利用等直径球体替代苹果真实形状.为实现果品与果品(或箱体壁面)接触点局部位置的最佳CFD建模,充分考虑果品之间局部传热性对温度变化的影响,本文以彼此接触的两果模型为研究对象,从壁面阻力系数、两果中心线上的温度模拟结果准确性角度确定4种不同的局部处理方式(缩小法、膨胀法、消平法和桥梁法)在不同雷诺数范围内各自最佳的局部处理尺寸范围.研究结果表明,在研究中可直接利用等直径苹果替代苹果真实形状,在整个雷诺数范围内两者之间的各种边界层物理量最大相对偏差在15％左右,桥梁法在4种接触点局部处理方式中模拟准确性最高,通过对比实验验证,温度模拟值与实测值具有较好的一致性,其最大均方根误差为1.514℃,平均相对误差在20％左右.

关键词：苹果、冷链物流、球体模型、接触点局部处理方式、计算流体力学、数值分析

所属期刊栏目：47

分类号：U469.6+6;S229+.3(汽车工程)

资助基金：“十二五”国家科技支撑计划项目2013BAD19B04和欧盟FP7项目PIRSES-GA-2013-612659

在线出版日期：2016-12-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：8-17