随着计算机技术的发展,计算流体力学(Computational Fluid Dynamics—CFD)软件给数值模拟领域带来了革命性的变化。将计算流体力学方法应用于植物木质部水分传输的研究,具有较好的研究价值和发展前景。植物木质部构造及其水分传输机理一直被许多植物生理生态学家所关注,其属性决定了水分的运输量和蒸腾量。研究植物体导管内穿孔板对水分传输的影响,是植物木质部水分传输的基础内容,也是关键内容。本文针对这个问题,主要做了如下工作:1.基于大量国内外相关文献,从理论上研究各部分功能及水分传输机理,包括纹孔、穿孔板、导管壁螺纹增厚等现象,其中穿孔板由纹孔演化而来,对植物体内的输水作用不可忽视。2.采集活体被子植物根、茎、叶等部位进行切片实验,研究植物木质部构造和水分传输之间的关系。实验结果确定穿孔板的位置,导管的尺寸等参数,为植物木质部导管三维模型的建立打下基础。3.结合植物导管内水分传输的微流场流动特性,对植物木质部穿孔板附近区域的流场进行基础性研究,建立数学模型。解决CFD数值模拟计算域的选择,流动控制方程的形式,层流模型确定,边界条件的设置以及控制方程离散求解方法。4.在实验研究和理论分析的基础上,采用CFD数值模拟方法分别建立植物木质部导管内的5孔穿孔板和20孔穿孔板三维模型,完成对植物导管穿孔板附近微流场流动情况的分析,包括速度场和压力场的研究,并将数值模拟结果与其他学者的成果进行对比,确定本文采用的数值模拟方法正确可行。