猪舍环境质量,如气流速度、温度、相对湿度以及有害气体浓度等,直接影响着猪只的健康与生产能力,进而影响猪肉品质以及养猪产业的经济效益。当前集约化、高密度饲养方式已成为养殖行业发展的主流,但在这种封闭且高密度的饲养过程中,猪舍内环境存在温度较高、气流不畅和气流分布不均匀等问题。本文以江西增鑫生态养殖示范基地实际测量数据为基础,利用Soild Works软件建立1:1的猪舍三维物理模型,并运用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法对垂直通风猪舍内部气流场与温度场进行模拟、分析和评估,在其所测试验数据与模拟结果对比基本一致及相关分析的研究基础上,开展通风立柱不同倾斜角度猪舍环境的模拟研究与试验证明。主要研究内容及结论如下:1.通过对实际建立的三维猪舍模型进行CFD模拟和试验验证。结果表明:气流速度模拟值与实测值绝对误差的平均值为0.03m/s,相对误差的平均值为11.1%,最大绝对误差为0.16m/s;温度模拟值与实测值绝对误差的平均值为0.9℃,相对误差的平均值为3.9%,最大绝对误差为2.0℃;考核CFD模拟可靠性的归一化均方误差(Normalized mean square error,NMSE)满足要求,说明模拟值与实测值吻合性较好,本文运用CFD方法模拟猪舍内气流场与温度场的分布情况是可行的。2.模拟结果发现:猪栏区域的温度基本维持22℃～24℃,超出育肥猪只的适宜温度18℃～22℃;猪栏区域的气流速度大部分在0.2m/s以下,且部分区域出现气流死区,不利猪只散热和猪只活动区域的通风换气;气流在经过通风立柱引导后与天花板产生垂直撞击,造成较大能量损耗,不利于猪舍通风换气;空气与屋顶碰撞反弹后流到猪舍区,而其中不少空气流入走廊区域,不能对猪只活动区域的环境进行有效改善。3.对通风立柱出风口的倾斜角度进行了猪舍环境的优化设计,提出了45°、60°、75°三种通风立柱不同倾斜角度的优化方案,建立模型并进行模拟研究。结果显示:当通风立柱倾斜角度为45°时,流入猪舍的新鲜空气方向发生了改变,使得猪舍内气流速度和温度场的分布更加合理,猪舍通风效果得到较大改善;优化后猪只活动区域的平均气流速度增加0.11m/s,增加了41.5%,气流速度分布的不均匀系数降低29.9%;猪只活动区域平均温度降低2℃,降低了8.4%,温度分布的不均匀系数降低45.9%。4.采用近似模型法将模型与原型猪舍按照模型/原型=1/5的比例制作了猪舍模型试验台。同时,根据优化方案制作出不同倾斜角度的通风立柱模型,并对通风立柱不同倾斜角度的猪舍模型进行模拟分析和试验验证。也得出倾斜角度为45°时,气流速度和温度场的分布更加合理,通风效果有较大改善,验证了垂直通风猪舍优化设计的可靠性。本文内容为猪舍环境的设计提供了一种可靠、经济的有效方法,也为其它畜禽舍内环境的设计提供了依据与指导。