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干燥发展的新态势及一种新方法可以应用在干燥微观领域研究（2）
5 LG（liquid-gas）模型的原理
干燥过程不但有液态湿分的移动，还会伴随湿分的气化过程， FHP模型是以流体的一种粒子（液体粒子）为研究对象，为了模拟湿分的气化现象，在FHP模型基础上，建立了以气液两相粒子为研究对象的LG（liquid-gas）模型。LG模型相邻的粒子的碰撞规律与FHP模型完全一致，相距为r个单位长度的粒子之间有相互作用的引力和斥力，粒子在整个流体场遵循质量、动量、能量守恒定律，随着时间的发展反复地进行着碰撞、移动、相互作用，以实现相变过程[15，16]。相互作用规则如图4所示（实心箭头表示相互作用前的方向，实心点表示静止粒子，空心箭头表示相互作用后的方向）。
6 LG模型模拟的相变过程
如图5 所示，模拟区域是在一个密闭容器里，容器里充满液体，整个容器被304×512个节点所划分，图中是不同液体密度，不同粒子相互作用半径的LG（liquid-gas）模型模拟出来的液体相变过程。从图中可以看出，模拟随着时间步的进行，液体中逐渐有气泡产生，随着时间步的增加，气泡越来越多，并且小气泡逐渐结合成为大气泡。
模拟过程中发现，改变相互作用半径r，气化的难易程度也要发生变化，在液体密度不变的情况下，r越大，产生气泡的速率慢，气化越难发生，反之，r减小，产生气泡的速率快，气化容易发生。说明相互作用半径r是温度的倒函数，这与范德瓦尔方程是符合的，从而也证明了此模型能够模拟气液相变过程。
t=54 t=220
(a)无量纲液体密度为ρ=0.2粒子/节点，粒子相互作用半径为6
t=27 t=180
(b)无量纲液体密度为ρ=0.3粒子/节点，粒子相互作用半径为4
7 LG模型模拟微观干燥过程的可行性分析
在FHP模型基础上，增加相互作用粒子的LG模型，可以模拟液体的相变过程，LG模型是以流体的分子运动论描述为基础的，从Boltzmann碰撞模型出发作完全离散处理，模型符合基本的物理定律，即质量、动量、能量守恒定律。由统计物理学知道，复杂系统的宏观特征是由微观粒子相互作用，而在整体上表现出来的统计规律，所以模型的宏观平均行为符合宏观的微分方程。实际上这是介于微观和宏观之间的中介模型，因为严格的说它并不是分子层次上的模型，但由于此类模型源于分子运动论描述，分子动力学的一些优点便得以保持，所以他能用来计算和模拟复杂系统中物质的分布和变化[17]。
微观的干燥过程，是典型的化学工程里的复杂系统，干燥过程伴随着湿分的迁移、气化现象，LG模型可以模拟液体微观的相变过程，因此可以应用到干燥领域，模拟微观的干燥现象。干燥物料大多为多孔物料，我们可以在模型中加入粒子与多孔物料的固体壁之间发生碰撞的边界条件，考虑粒子在遵循动量和能量守恒的前提下，在和壁面碰撞时按自由滑移边界处理，即按着镜面反射方向处理，如图6所示，这样LG模型就可以模拟多孔物料的微观干燥过程了。
8 展望
从干燥发展的新态势可以看出，干燥事业不仅需要宏观领域里的新设备、新工艺、新技术及关于能源、产品等方面的研究，还要从微观上加强对干燥过程的认识，深入到复杂系统的内部，更科学、更准确地研究干燥现象。有了微观领域的研究，相信应当为宏观领域的研究做出贡献的。
格子气自动机应用在干燥领域研究还刚刚开始，它可以使微观的干燥过程可视化，这无疑是研究干燥理论的新方法，方法要很好的应用在干燥领域还需要我们不断的研究和探索。
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