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国赛 / 2026 / A 题

药材的烘干问题

研究热风烘干过程中药材内部水分与温度的变化规律,建立传热传质模型,并优化温湿度、风速与时间等工艺参数。

优化传热传质微分方程

题目要点拆解

  1. 以中药材热风烘干为背景:药材近似为半径 2 cm、长 25 cm 的圆柱,要建立其内部温度与水分浓度(干基含水率)随时间和「离药材中心的距离」变化的模型。
  2. 四问递进:① 只做预热平衡阶段(物性取给定常值)② 扩展到整个 2~3 天的烘干过程(物性改用随含水率变化的经验公式)③ 反求「各处含水率都低于 0.15 kg/kg」所需时间 ④ 考虑药材失水后尺寸会缩小,重新确定烘干时长。
  3. 每问都要按题目给定的表格格式给出指定时刻/位置的数值,并把完整结果写入 result1~result4.xlsx——属于「机理建模 + 数值求解 + 按格式交付结果」三合一的题。
  4. 典型做法是把圆柱体内的非稳态导热与水分扩散写成耦合偏微分方程,再用有限差分/有限元离散求解;难点在物性参数随含水率变化带来的非线性,以及两阶段参数的衔接。

数据与附件说明

6 个附件:烘房温度与水分浓度时序、药材半径随时间变化、4 个结果模板。题目在官方赛题包中的位置:A题/A题.pdf。

以上为团队整理的审题要点,不能代替官方题面。

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