植物网纹增厚导管流体力学建模与流动特性分析

为了研究植物内壁网纹增厚对导管水分运输的影响,采用计算流体力学结合伯努利方程的方法,对导管内径、螺旋线数量、螺纹间距、网纹高度和网纹宽度等因素进行分析,通过压降和等效损失系数的变化,探究网纹增厚导管内部微流动机理.计算结果表明,对于特定网纹增厚导管模型,随着螺旋线数量的增加,总压降增大约16.34%,等效损失系数增大约26.45%;随着网纹螺纹间距增加,总压降减少约5.49%,等效损失系数减少约9.83%;随着网纹高度增加,总压降增大约33.89%,等效损失系数增大约57.96%;随着网纹宽度增加,压降增大约9.56%,等效损失系数增大约15.30%.导管网纹增厚对水分输运影响是网纹结构和回旋流动区域共同作用,且回旋流动区域是影响水分输运的主要因素.对比3种不同导管增厚结构,网纹增厚导管结构流阻最大,环纹增厚导管次之,螺纹增厚导管最小.3种增厚导管的结构流阻与导管内径大小成正比,内径越大的增厚导管其传输效率就越接近理想光滑管道.