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《平房仓储藏小麦粮堆温度场的数学模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、粮油食品科技第18卷2010年第5期粮食工程平房仓储藏小麦粮堆温度场的数学模拟112221梁醒培,吴锐,赵玉霞,赫振方,李东方,甄彤(1.河南工业大学科学与工程计算研究所,河南郑州450052;2.国贸工程设计院,北京100037)摘要:采用有限元法对平房仓内的粮堆进行了瞬态温度模拟,求得了粮堆在一年内的温度,结果表明用有限元法求解粮堆温度是可行的。关键词:粮食储藏;数值模拟;温度监测中图分类号:S379文献标识码:A文章编号:1007-7561(2010)05-0001-02Mathematicalsimulationofstoredwheattemperaturein
2、largewarehouse112221LIANGXing-pei,WURui,ZHAOYu-xia,HEZheng-fang,LIDong-fang,ZHENTong(1.InstituteofScientificandEngineeringComputing,HenanUniversityofTechnology,ZhengzhouHenan450052;2.GuomaoEngineeringDesignInstitute,Beijing100037)Abstract:Transienttemperaturesimulationofgraininlargewareho
3、useiscompletedbyfiniteelementmethodtoobtainthetemperatureofgraininlargewarehousewithinoneyear.Theresultshowsthatitisdoabletoknowthetemperatureofgrainbyfiniteelementmethod.Keywords:grainstorage;numericalsimulation;temperaturemonitoring仓内粮食的温度变化是评价粮情的重要指标,T(x,y,z,t)=T(x,y,z,t)所以,为了保证粮食储存安全,
4、在仓内每隔一定距离(在指定温度边界ST上)(2)需要安置粮食温度检测器,以适时监测仓内粮食的温度变化,这是我国粮库目前通用的监测方法。但9T-kn=q(x,y,z,t)[1]是,这种方法只能观察有限监测点的温度,另外,9n这种方法给出的是温度数值,一个粮仓有几百个温(在给定热流边界Sq上)(3)度检测点,按每2h采集一次温度计算,则监测提供9Tkn=qc=h(Te-Ts)9n的是海量的数据,这对于分析粮堆温度很不直观。有限元法是近几十年来发展起来的一种很有效(在对流边界Sc上)(4)[2]的数值模拟方法,在许多工程设计和科研领域已T=f(x,y,z,t0)(初始条件)(5
5、)经广为应用,如果将粮食温度监测与有限元法结合,其中,式(1)是控制方程,式(2)~式(4)是边不但可以实时得到粮堆内任意点的温度,而且能够界条件,式(5)是初始条件。[3-4]以图形的形式非常直观的观察粮堆的温度分布情若令q=-qb+Qc9T/9t,可以建立泛函:况,并且有可能减少温度传感器的数量。文章采用19T29T29T2k()+k()+k()dV-s=VQ29x9y9z有限元法对山东聊城粮库平房仓的小麦进行了瞬态(6)12温度场数值模拟,结果表明采用有限元法模拟粮堆Qh(TeT-Ts)dS+TqdS+TqdVsc2sQqVQ温度是可行的。取泛函s的一阶变分等于零,
6、并用矩阵表示,则1热传导有限元基本方程有:对于各向同性介质,线性瞬态温度场的基本方T程、边界条件和初始条件为Ds=VQDTckTcdV-Qsh(Te-Ts)DTsdS+c2229T9T9TQc9T2+2+2+qb=(1)QqDTsdS+qDTsdV=0(7)9x9y9zk9tsqVQT9T9T9T收稿日期:2010-07-12式中Tc=基金项目:/十一五0国家科技支撑项目/储粮粮堆温度变化规律与9x9y9z温度传感器布置模型研究0(2006BAD08B01-4)可以证明,式(7)与式(1)~式(4)等价。采用作者简介:梁醒培(1950-),男,教授,博士生导师,享受国务院
7、特殊津贴.有限元法,可由式(7)得到热传导有限元方程:1粮食工程粮油食品科技第18卷2010年第5期#(Kk+Kc)T=Rb-CT+Rq(2008年12月20日)的仓内粮食温度云图。+KcTe(8)从总体模型中取出局部区域可以观察粮堆内部式中,Kk为总体传导矩阵;T为待求的总体和不同部位的温度变化,比如,取粮堆的中部区域节点温度列阵;Rb为与内部热源等效的总体节点(称为局部A),可以观察粮堆内部的温度情况;取#热流列阵;C为总体热容矩阵;T为总体节点温粮堆的下部分(称为局部B),可以观察粮堆某一截度对时间的导数列阵;Rq为由热
