双风机风助式喷雾机风源模型仿真计算开题报告

1. 研究目的与意义

植物在生长过程中难免会受到病害的影响，为了保证和促进植物的正常生长，高效的农药、先进的作业机具以及规的施药技术这三个方面都发挥着重要的作用，并且影响农药利用率和病虫害的防治效果。目前，我国农药生产技术已处于世界先进水平，但施药机具和技术的水平却严滞后，病虫害防治过程中不仅农药利用率低、施药效果差，而且还造成了农产品中药残留超标、环境污染、作物药害和操作者中毒等一系列问题。近年来，随着技术的发展应用于林业病虫害防治的药械多为飞机喷洒或烟雾防治、风送高射程喷雾等。农林病虫害防治中，风机是喷雾、喷粉机械的心脏。它的功用是产生高速气流，将药液或药粉均匀雾化并输送雾滴直达靶标。风机是指以空气作为工作介质的气体输送机械，按照流体在叶轮和机壳内的流动情况不同，一般分为轴流式、离心式、混流式和贯流式四类。轴流风机是指气体在风机内的流动方向基本平行风机的旋转轴，流面的形状近似同心的圆柱面。由于轴流式风机叶轮的进口断面面积较相同外径的离心式叶轮为大，过流能力较大。由此可知，轴流风机具有大流量、重量轻、体积小、结构简单等特点，一般用在低压力大流量的场合。随着计算技术的发展，在流体机械领域，cfd 模拟渐渐成为了研究植保机械喷雾流场特性必不可少的辅助手段，得到了研究学者的认可和广泛的应用。

cfd软件通常有三种功能，分别着重于前端处理，计算和结果数据生成以及后处理。前端处理通常要生成计算模型所必须的数据，包括建模、数据录入、生成网格等；做完了前处理后，cfd的核心解算器将根据具体的模型，完成相应计算任务，并生成结果数据；后处理过程是对生成的结果数据进行组织和诠释，一般以直观可视的形式给出来，计算结果可用于内部流动诊断、流动预测、性能分析等作用。

fluent是目前国际上比较流行的通用cfd软件，用来模拟从不可压缩到中等程度可压缩乃至高度可压缩范围内的复杂流动。fluent软件灵活、强大的算法和专用于流体机械领域的网格技术使得fluent软件在风机行业具有广泛的应用前景，在其2002年新推出的fluent6.2版，进一步完善了风机建模、网格技术、数值算法、物理模型和可视化技术等方面的功能。可以对各种形式的风机进行流场分析和研究，能够准确地预测出风机的性能和噪音水平，同时，fluent软件也能计算整个通风系统的管道、阀门以及通风口等部件和系统的流动情况。

2. 国内外研究现状分析

近年，国内外才开展对风送施药技术的 CFD 模拟研究。国内，刘财兴等利用试验数据建立了果树喷雾的数学模型，傅泽田等对果园风送式喷雾机进行了CFD 模拟研究，建立果园风送式喷雾机气流速度场分布的模拟模型，研究其速度分布特性及各因素的影响规律。国外，Delele 等模拟了风帘型果园风送式喷雾机气流速度场分布、雾滴沉积分布及影响因素，Baetens 等模拟了风送式喷杆喷雾机雾滴飘移分布及各因素对雾滴沉积分布的影响。但并未见对于双风机风助式喷雾机的模拟研究。

3. 研究的基本内容与计划

随着计算技术的发展，在流体机械领域，计算流体动力学（CFD）已成为分析流体流动性质的一个个重要工具。CFD是一种用于预测和分析复杂流体流动性质的计算技术，包括对各种类型的流体在各种速度范围内的复杂流动在计算机上进行数值模拟的计算。 FLUENT是目前国际上比较流行的通用CFD软件，用来模拟从不可压缩到中等程度可压缩乃至高度可压缩范围内的复杂流动。FLUENT软件灵活、强大的算法和专用于流体机械领域的网格技术使得FLUENT软件在风机行业也具有广泛的应用前景，在其2002年新推出的FLUENT6.2版，进一步完善了风机建模、网格技术、数值算法、物理模型和可视化技术等方面的功能。可以对各种形式的风机进行流场分析和研究，能够准确地预测出风机的性能和噪音水平，同时，FLUENT软件也能计算整个通风系统的管道、阀门以及通风口等部件和系统的流动情况。

该毕业设计具体工作：1. 安装计算流体动力学前处理软件GAMBIT2.1.6、计算流体动力学商用软件FLUENT2.1.66，利用GAMBIT软件建立风扇模型。启动Fluent进行计算：设置求解控制参数后，用inlet 边界对流场初始化开始迭代计算。计算结果后处理：输出叶片压力面、吸力面的压力云图、速度图；等值子午面及等值圆柱面的压力分布图、马赫数分布云图、速度矢量图等。最后对对流场简单进行分析。

4. 研究创新点

全面结合我国农林业现状，针对我国果园的种植情况，以及我国目前正面临的农药利用率低的问题，采用双风机风助式喷雾机。