本文介绍了范围分析方法，用于优化正交实验设计生成的样本点，以通过调节通风箱内的气流模式，确保生鲜食品能够长期储存。
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本文内容
摘要
摘要
本研究旨在通过在恒定能耗条件下优化通风箱内部结构，解决因气流分布不均导致的通风箱内气流紊乱及性能不佳的问题。最终目标是实现通风箱内部气流的均匀分布。针对三个结构参数进行了敏感性分析：管道数量、中间管道上的孔数，以及从内到外各管道孔数的逐级增量。采用正交实验设计方法，确定了三个结构参数各取四个水平的共16组随机数组合。利用商业软件为所选实验点构建三维模型，并基于该模型获取各实验点的气流速度，进而计算出每个实验点的气流速度标准差。根据极差分析结果，对三个结构参数的组合进行了优化。换言之，建立了一种兼顾通风箱性能的高效且经济的优化方法，该方法可广泛应用于延长新鲜食品的储存时间。
引言
新鲜蔬菜和水果在人类食物消费中占据很大比例，不仅因为它们口感好、外形诱人，更因为它们对人们获取营养和维持健康具有重要益处1。许多研究表明，新鲜水果和蔬菜在预防多种疾病方面发挥着独特作用2,3。在新鲜果蔬的贮藏过程中，真菌、光照、温度和相对湿度是导致其品质劣变的重要原因4,5,6,7,8。这些外部条件通过影响果蔬内部的代谢过程或化学反应，进而影响贮藏期间的新鲜果蔬品质9。
水果和蔬菜的常见处理技术包括非热和热力保鲜。其中，热预处理对干燥过程具有积极影响，但也可能对产品质量产生不利影响，例如营养成分流失、风味和气味改变以及颜色变化10,11。因此，近年来从研究角度出发，非热保鲜技术受到关注，以满足消费者对新鲜产品的需求。目前主要的非....
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方案
1. 模拟前处理
注意：考虑到管道阵列，通风箱模型的三维下半部分和上半部分是通过三维软件建立并保存为 X_T 文件，整体尺寸如图1所示。配置详见材料表。
- 运行仿真软件，从"Component Systems"中将Mesh组件拖动至"Project Schematic"窗口，命名为"the bottom"。右键单击Geometry，点击Browse以导入底部X_T文件。
- 右键单击Geometry，点击New DesignModeler Geometry进入"Mesh-Designmodeler"窗口，点击Generate以显示底部模型。
- 右键单击上表面，点击Named Selection将其重命名为"vented box_upper"。选择Selection Filter: Bodies。右键单击底部模型以选择Named Selection，并....
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结果
根据该方案，前三个部分最为重要，包括建模、网格划分和模拟，目的均为获得流量的标准差。随后，我们通过正交实验和极差分析完成了通气箱体的结构优化。方案中所使用的模型为参考通气箱体模型，即从参考文献中获得的初始模型。 图4 显示了参考通气箱模型简化气流的结果，以及 图5 展示了通气箱模型中气流简化的结果，该模型是用于敏感性分析的模型之一。此通气箱模型为模型编号一 表1流线是流体运动的轨迹，用于可视化通风箱内流体的流动情况。如图所示 图4 和 图5由于导流箱的内部结构，后者的导流箱气流比前者更加混乱。 图6 显示参考通风箱模型内部流速分布的结果，以及 图7 显示了通风箱模型内部流速分布的结果.......
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讨论
由于其高性能和复杂结构，本研究基于建模软件构建了一个通风箱，并通过仿真软件分析了其内部流场。仿真软件以其先进的物理建模能力而著称，包括湍流建模、单相与多相流、燃烧、电池建模、流固耦合等。本文采用的样本选择方法为正交实验设计法，该方法因其科学性、操作简便、节约成本以及显著的效果，适用于机械生产等多个领域。通过简单的计算，极差分析法即可获得实验中的主次因素及最优组合。
结果依赖于该实验方案中设置的某些关键组件。首先，在创建电池组的三维模型时，为模型中的每个实体和表面赋予易于识别的名称，是后续添加材料、创建网格界面以及设置边界条件的关键步骤。其次，在确定重要结构参数之前，必须进行参数敏感性分析，以筛选出更为重要的结构参数。第三，在操作各软件时，必须准确设置每个参数，尤其是参数的单位。
导入网格模型后，应检查网格模型，并点击检查以确认网格是否存在负体积。若划分的网格或模型设置存在问题，系统将弹出错误提示。本研究的主要局限在于所使用的三维模型是在对实际带通风孔箱体进行简化后构建的，因此模拟箱体内部的流动.......
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
本研究由中华人民共和国温州市科学技术局（温州市重大科技创新项目，项目编号：ZG2020029）资助。研究还获得温州市科学技术协会（项目编号：KJFW09）的经费支持。本研究同时得到温州市市级重点科研项目计划（ZN2022001）的支持。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 硬件 | |||
| NVIDIA GPU | NVIDIA | N/A | 需要配备 NVIDIA GPU，因为以下某些软件框架在无此硬件的情况下无法运行。https://www.nvidia.com |
| 软件 | |||
| Ansys-Workbench | ANSYS | N/A | 多用途有限元法计算机设计程序软件。https://www.ansys.com |
| SOLIDWORKS | Dassault Systemes | N/A | SOLIDWORKS 提供多种设计解决方案，可减少设计过程中的错误，并提升产品质量 www.solidworks.com |
| SPSS | IBM | N/A | 用于统计分析操作、数据挖掘、预测分析和决策支持任务的软件产品。https://www.ibm.com |
参考文献
- Villa-Rodriguez, J. A., et al. Maintaining antioxidant potential of fresh fruits and vegetables after harvest. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 55 (6), 806-822 (2015).
- Mozaffari, H., Lafrenière, J., Conklin, A.
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重印与许可
