Logement et Enrichissement

Computational Fluid Dynamics Analysis of Alternative Ventilation Schemes in Cage-Free Poultry Housing

Par 6 août 2021 septembre 1st, 2021 Pas de commentaire

Type de document : Article scientifique publié dans Animals

Auteurs : Long Chen, Eileen E. Fabian-Wheeler, John M. Cimbala, Dan Hofstetter, Paul Patterson

Résumé en français (traduction) : Analyse par dynamique des fluides numérique de schémas de ventilation alternatifs dans les élevages de volailles sans cages

Ce travail consistait en l’étude des schémas de ventilation alternatifs pour aider à définir une conception appropriée du système de ventilation dans les bâtiments d’élevage de volailles sans cage dans le but d’assurer le bien-être des oiseaux grâce à des conditions d’ambiance confortables. La modélisation numérique de la dynamique des fluides (NDF) a été utilisée pour simuler les flux d’air intérieurs et extérieurs afin de quantifier l’efficacité des systèmes de ventilation pour maintenir des conditions de vie adéquates et uniformes pour les poules. Quatre modèles NDF tridimensionnels ont été développés sur la base d’un poulailler surélevé de grandeur réelle, correspondant aux schémas de ventilation standard (entrée par le haut, évacuation par le côté) et à trois alternatives : entrée au milieu du mur, évacuation par le plafond ; entrée au milieu du mur, évacuation par le faîte ; et entrée au milieu du mur, évacuation par le grenier avec possibilité de prétraitement de l’air évacué. Dans une analyse sophistiquée et puissante, 2365 oiseaux ont été modélisés individuellement avec des formes d’oiseaux simplifiées pour représenter un nombre réaliste, la chaleur corporelle et les obstructions du flux d’air des poules en bâtiment. Le taux de ventilation simulé pour les modèles de poulailler de pondeuses était de 1,9-2,0 m3/s (1250 m3/min) dans la plage souhaitable par temps froid (0 °C). Les résultats de la simulation et les analyses ultérieures ont démontré que ces modèles alternatifs avaient la capacité de créer une température et une vitesse d’air confortables et satisfaisantes au niveau des poules. Un modèle NDF en grandeur réelle avec des modèles de poules individuelles a présenté une bonne robustesse dans l’évaluation des conditions de bien-être des oiseaux.

Résumé en anglais (original) : This work investigated alternative ventilation schemes to help define a proper ventilation system design in cage-free hen houses with the goal of assuring bird welfare through comfortable conditions. Computational fluid dynamics (CFD) modeling was employed to simulate indoor and outdoor airflows to quantify the effectiveness of ventilation systems in maintaining suitable and uniform living conditions at the hen level. Four three-dimensional CFD models were developed based on a full-scale floor-raised layer house, corresponding to ventilation schemes of the standard top-wall inlet, sidewall exhaust, and three alternatives: mid-wall inlet, ceiling exhaust; mid-wall inlet, ridge exhaust; and mid-wall inlet, attic exhaust with potential for pre-treatment of exhaust air. In a sophisticated and powerful achievement of the analysis, 2365 birds were individually modeled with simplified bird-shapes to represent a realistic number, body heat, and airflow obstruction of hens housed. The simulated ventilation rate for the layer house models was 1.9–2.0 m3/s (4100 ft3/min) in the desired range for cold weather (0 °C). Simulation results and subsequent analyses demonstrated that these alternative models had the capacity to create satisfactory comfortable temperature and air velocity at the hen level. A full-scale CFD model with individual hen models presented robustness in evaluating bird welfare conditions.

Logo de la revue Animals
Extrait du site d’Animals