植物管胞纹孔流体力学建模与流阻特性数值模拟

摘要：

植物管胞的输水率与水分在纹孔中的流动特性和规律紧密相关.为研究不同纹孔结构对流动阻力特性的影响,采用流体建模和数值模拟的方法,对带纹孔塞具缘纹孔建立了伯努利流体动力学模型,讨论了纹孔各结构参数与纹孔总流阻系数之间的关系.采用低雷诺数k-ε模型以及多孔介质模型,对不同结构的具缘纹孔水分流动进行数值模拟和分析,在此基础上,利用伯努利方程求解相应的流阻系数.结果表明,塞缘的流阻最大,占纹孔总流阻的74.7％,纹孔塞占16.8％,纹孔缘占8.5％.纹孔的流阻系数与纹孔直径、纹孔口直径、纹孔深度、塞缘微孔直径和孔隙率成反比,与纹孔塞直径、纹孔膜厚度成正比.纹孔塞起到控制水分流动的作用,随着纹孔塞偏离中心位置变大,纹孔的流动阻力先减小、后增大,纹孔塞越靠近纹孔口时,纹孔流动阻力越大.

关键词：植物管胞、纹孔、多孔介质、流体模型、流动阻力特性、低雷诺数k-ε模型

所属期刊栏目：47

分类号：O35;Q94(流体力学)

资助基金：国家自然科学基金项目30771247、51275470、61374094和浙江省高等学校中青年学科带头人学术攀登项目pd2013019

在线出版日期：2016-07-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：303-310