周 正 孙丽萍 姜 滨

(东北林业大学，哈尔滨，150040)

木材干燥处理前，确定木材的初始含水率和初始密度的空间分布，不但能为木材干燥过程中各参数的设定提供参考依据，而且对提高木材干燥质量具有重要意义[1]。木材具有各向异性和非均匀性的特点[2]，大部分计算模型并不能有效地描述木材含水率和木材密度的空间分布。

在工程分析领域，有限元方法是用来解决边界问题近似解的数值处理方法[3]。利用有限元方法分析实际问题时，能否精确对研究对象进行网格划分，会对最终的仿真结果产生很大的影响[4]。影响选择网格类型的主要因素有[5]:研究对象的几何特征(形状、尺寸等)，仿真的精度要求，计算机的配置和对计算时间的要求等。随着人们对有限元法越来越深入的研究，其应用范围越来越广泛[6]，有限元网格的划分方法也越来越多[7]，目前应用较为广泛的方法主要有以下几种:全局正交网格[8]、PEBI网格[9]、角点网格[10]和控制体积有限元网格[11]。根据网格的特点和试验的需要，本文采用控制体积有限元方法对板材模型进行网格划分。建立了木材含水率和密度空间分布的数学模型。

1 数学模型的建立

1.1 有限元网格的生成

试验中，为了减少计算量，只研究板材的四分之一。划分有限元网格时，把板材的立体模拟图划分为若干个三角棱柱体，即:每一个子单元都为空间图形，能够在三维坐标中表达出来。三维有限元网格的建立方法，是在建立二维有限元网格方法的基础上发展起来的，原理:首先在xy平面上建立三角网格，然后在z轴方向将每个三角网格延伸形成空间的三角棱柱体。……