[01232898]基于CFD的寒冷地区猪舍结构与热环境模拟分析及互作机理研究

寒冷地区冬季气候干燥寒冷,猪舍舍内热环境质量（风速、空气温度、相对湿度）以及有毒有害气体浓度是影响猪只健康、生长及遗传潜力发挥的重要因素。本研究旨在通过运用CFD来模拟标准化封闭猪舍内气流场和温度场并进行分析,建立模型可以为寒冷地区猪舍内热环境模拟提供一种有效的方法,可以为科学设计猪舍建筑结构参数提供理论依据和指导。 本成果以内蒙古地区大型猪舍为研究对象,对比分析了普通单片机、PLC、CAN、物联网等不同控制系统的优劣势,通过采集温湿度等试验数据,并采用Fluent软件对不同窗口面积猪舍内自然通风气流场进行三维稳态模拟。结果表明,合理的窗地比和窗口长宽比决定了通风和保温效果。针对该试验的实际猪舍,窗地比为1:9的通风死角少,通风性好;长宽比较小的气流滞留区小,通风效果好;模拟值与测量值有较好的一致性,最大相对误差为9.8%,平均相对误差为6.5%。因此可用Fluent模拟猪舍内气流场,优化猪舍建筑结构参数。同时,本研究借助相关试验设备,对3种猪舍用铝合金窗框材料进行试验研究,发现6063合金和7075合金较2024合金的结构更紧密,显微硬度更高,在冬季能够更有效地减少猪舍的热量流失。 本研究针对我国寒冷地区生猪规模化养殖的特点展开,是实现北方寒区生猪养殖业健康发展的需要,对于猪舍用建筑材料、建筑结构参数设计、环境合理化、优质管理等诸多方面有重要的现实意义和应用前景。 内蒙古农业大学承担的“基于CFD的寒冷地区猪舍结构与热环境模拟分析及互作机理研究”项目,经过2015年-2017年的试验研究及2017年-2019年的推广应用,圆满完成了合同任务,在经济、社会、生态综合效益方面取得了显著的实施效果,逐步应用于内蒙古高寒地区猪舍设计中,效果明显。