基于Darcy—Forchheimer方程的雪茄烟叶多孔介质建模方法研究

来源：中国农机化学报杂志2025年第8期北京时间：

作者：李庆, 邱恒荣, 杨辉昌, 王新旺, 李文卿, 叶大鹏,

单位：1. 福建农林大学机电工程学院，福州市，350100； 2. 福建省农业信息感知技术重点实验室，福州市，350100； 3. 中国烟草总公司福建省公司，福州市，350100）

摘要：在雪茄烟叶晾房的流场模拟中，对内部烟叶的处理是影响数值模拟精度的重要因素，为降低模型复杂程度，提高求解效率，使用多孔介质模型简化烟叶是常用方法。为探究不同的建模方法对气流阻力模拟精度的影响，基于多孔介质理论建立3种多孔介质模型，并考虑烟叶形态变化对其产生的影响。对比结果显示：各向异性多孔介质模型在x、y、z方向上压降的平均相对误差分别为2.45%、-0.25%和3.92%，误差水平显著低于各向同性多孔介质模型。在流场数值模拟中，各向异性多孔介质模型，在不同位置上的平均相对误差分别为-3.12%、4.67%和2.95%。研究结果表明：各向异性多孔介质模型能够较为准确地描述烟叶对气流流动的阻碍作用，并且对于气流从不同方向流经烟叶以及烟叶形态变化导致的气流阻力变化能够得到较为准确的模拟结果。

关键词：雪茄烟叶,多孔介质,压降,数值模拟,阻力系数

基金资助：福建农林大学科技创新专项基金项目（KFB24038A）；中国烟草总公司福建省公司科技项目（2025350000240074）