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CFD在禽舍环境的应用已经很成熟啦

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近年来,计算流体动力学(CFD)在评估家禽舍环境条件方面变得越来越重要,并且已被证明是一种有效的方法。CFD在评估和优化家禽舍环境方面提供了简单、高效和快速的方式,从而激发了对其应用的更大兴趣。
 
 
          
          

1、CFD在禽舍应用综述


 
2024年2月在MDPI的animals杂志上有一篇关于这方面的论文综述    
尽管许多CFD研究已经检查了各种动物建筑中的环境条件,但还没有提供一份全面回顾,介绍有关家禽建筑环境条件的最新研究和开发现状。因此,这篇综述的主要目标是通过讨论CFD在家禽建筑环境条件评估中的应用来填补这一空白。
          

2、文中有以下几个亮点


   

 
  1. 研究发现,CFD已广泛用于研究和分析家禽舍通风和空气质量的各个方面。

  2. 统计发现CFD主要应用在禽舍环境的进气口和风扇配置、通风系统设计、空气温度-湿度分布、气流分布以及颗粒物和气体排放。并且在文中列出了大量专家在这几方面的研究案例和数据(有兴趣可以去找这论文看看)。
  3. 在家禽建筑中最常用的湍流模型是标准k-ε、重整化群(RNG)k-ε和可实现k-ε模型。
  4. 文中还提供了关键解决方案的总结和可视化,这些解决方案用于解决CFD过程中的路径规划问题。
  5. 文中最后讨论了潜在挑战,如数据获取、验证、计算资源需求、网格化和适当的湍流模型选择。
  6. 指出未来的研究方向包括结合CFD和机器学习技术、CFD与建筑信息模型(BIM)的耦合,以及实时CFD模拟和反馈控制系统的整合。    
          
          

3、为何要借助CFD


 
随着全球人口的增长,预计到2050年将接近100亿,食品需求不断上升,这要求农业生产提高产能和产品质量。在家禽生产领域,环境条件对鸟类的健康和生产力有着直接的影响。适当的环境条件是家禽生产达到理想生产力的关键。因此,规划和设计能提供最佳环境条件的家禽舍变得至关重要。家禽舍的环境评估可以通过应用建模技术CFD得到显著提升,这些技术旨在使用简化的方法模拟现实世界的情景,加深我们对这些情况的理解,并为未来做出更准确的预测。    
          

4、CFD软件统计


 
文中统计列出了禽舍环境研究的CFD商业软件和开源CFD代码。    
此外,OpenFOAM、SU2、Gerris Flow Solver、Code_Saturne和Elmer是最广泛使用的开源CFD代码,也有用于模拟禽舍环境流动和相关现象。
              



来源:CFD饭圈
OpenFOAM湍流建筑农业BIM控制code_saturne
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-09-08
最近编辑:1月前
CFD饭圈
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世界著名的CFD(计算流体力学)大牛(列举了大部分):1. 欧文·弗洛德 (Oscar Howard “Howie” West) - 美国 贡献:开发了最早的商业化CFD软件之一——FLUENT的原型,极大地推动了CFD技术在工业界的应用。2. 哈罗德·库塔 (Harold Kornhauser) - 美国 贡献:在CFD发展的初期,他在有限差分方法和湍流模型上做出了开创性工作。 3. 皮埃尔·勒雷 (Pierre-Louis Lions) - 法国 贡献:在变分方法和偏微分方程理论上做出杰出贡献,这些理论对现代CFD中的数值方法有深远影响。4. 克劳斯·瓦格纳 (Klaus Willhelm Wagner) - 德国 贡献:在边界层理论和湍流模拟领域有重大成就,尤其在壁面函数法方面。 5. 克劳斯·奥特 (Klaus Oberleithner) - 德国 贡献:在多相流和化学反应流的CFD建模上有重要贡献。 6. 乔治·帕拉库索斯 (George Em Karniadakis) - 希腊/美国 贡献:在随机动力学、高阶谱方法和生物流体力学的CFD模拟中取得了突破。 7. 斯蒂芬·肯尼迪 (Stephen B. Pope) - 英国/美国 贡献:在湍流模型尤其是雷诺平均Navier-Stokes(RANS)模型的开发和理解上有显著成果。8. 克里斯托弗·A·福克纳 (Christopher A. Fox) - 英国 贡献:在大规模并行CFD算法和网格生成技术方面做了大量工作。 9. 让-克洛德·赫斯 (Jean-Claude Hérard) - 法国 贡献:在无粘流体动力学及复杂几何形状流动问题的数值模拟中有重要贡献。 10. 马修·卡彭特 (Matthew J. Carpenter) - 英国 贡献:在混合RANS-LES方法(如SA/DES)的发展中起到关键作用。11. 约翰·霍顿 (John H. Harlow) 和 温弗雷德·韦瑟利 (Wendell H. Nagel)- 美国 贡献:提出了哈洛-韦瑟利方法,这是最早应用于CFD的有限差分格式之一。12. 尼尔斯·尼奎斯特 (Nils E. Niquist) - 瑞典 贡献:在快速傅立叶变换(FFT)在CFD中的应用及高效数值方法方面有重要工作。13. 格伦·米尔斯坦 (Glenn I. Moukalled) - 美国/黎巴嫩 贡献:在CFD教育和开源软件OpenFOAM的推广使用上有显著影响。14. 艾伦·泰勒 (Alan W. Taylor) - 英国 贡献:在直接数值模拟(DNS)和大涡模拟(LES)等领域有重要研究。15. 大卫·C·威尔逊 (David C. Wilcox) - 美国 贡献:在RANS湍流模型特别是k-ω SST模型的建立和发展上有很大贡献。 16. 詹姆斯·H·斯特朗(James H. Strang) 贡献:以其在有限元法(FEM)在流体力学中的应用而闻名。 17. 詹姆斯·L·麦克唐纳 (James L. McDonough Jr.) - 美国 贡献:在计算流体动力学的基础理论、边界条件处理以及CFD代码开发方面做出了重要工作,尤其是在NASA工作期间,他的研究成果对航天飞行器设计中的流体动力学分析产生了重要影响。18. 查尔斯·H·科尔曼 (Charles H. Coleman) - 美国 贡献:在发展适用于工程应用的高效CFD算法方面有显著贡献,特别是在求解复杂流动问题时使用的多重网格加速技术。19. 伊戈尔·阿鲁秋年 (Igor A. Arutunian) - 俄罗斯 贡献:在计算流体力学的理论与应用研究中有着深厚造诣,特别是在高超声速流、激波与边界层相互作用以及稀薄气体动力学等领域的CFD模拟方法发展上做出了突出贡献。20. 约翰·V·韦尔(John V. Wehausen) 贡献:在船舶流体力学和水动力学方面的研究十分卓越,其工作也促进了CFD在海洋工程中的应用。 21. 西奥多·冯·卡门(Theodore von Kármán) 贡献:尽管他主要以航空工程和湍流理论著称,但其工作对于理解复杂流体流动和现代CFD的发展具有深远的影响。 22. 彼得·兰杰(Peter A. Lax) 贡献:他在偏微分方程数值解法方面的贡献间接推动了CFD的发展。 23. 莱昂纳德·巴罗斯(Leonard J. P. Babuška) 贡献:在有限元分析和误差估计方面的工作对CFD数值方法的严谨性和可靠性提供了基础。 24. 克莱夫·皮尔斯(Clive S. Spalding)和罗伊·查普曼(Roy C. Chapman) 贡献:两人共同提出了Spalding-Chapman关联,这是用于近壁区流动模拟的重要模型。 25. 贾科莫·博里奥(Giacomo Poietti)和众多其他科研人员 贡献:他们在开发高效CFD代码如OpenFOAM方面扮演了重要角色。 来源:CFD饭圈

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