夏季自然通风日光温室温湿度试验研究与模拟优化
发布时间：2021-03-13 15:49
日光温室是我国具有自主知识产权的温室形式,在北方地区得到了广泛的运用。太阳辐射中通过半透膜进入室内的短波辐射在转变为长波辐射后,被半透膜阻隔在室内,使得夏季日光温室内部聚集能量,形成了高温环境,对作物的正常生长甚至存活都产生了负面的影响。自然通风无需耗费任何有价能源,依靠风压和热压作用来驱动空气流动,为日光温室起到通风降温的作用。在夏季典型的两种气候条件下对太原市郊一空置日光温室进行了室内外空气温湿度、围护结构内表面温度、土壤表面温度等热环境参数的连续采集,并分析所得数据,从而获悉了该日光温室的热物理特性。室内空气作为放热体,全天平均温度高于围护结构,随着太阳辐射的不断变化呈现出相应的变化规律,半透膜成为主要散热面,后墙和土壤都是吸热体。室内热环境不均匀,呈中部最高,北面次之,南面最低的分布,且温度随着高度的增加而升高,靠近风口处降温效果明显。用实测数据作为验证依据运用CFD（Computational Fluid Dynamics）方法建立了日光温室的三维模型,并进行了模拟计算。对半透膜温度、前后风口进风温度、后墙温度以及土壤表面温度的测试值作多项式拟合,并用c语言编译成用户自定义函...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 日光温室发展现状
1.1.2 待解决的热环境问题
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内学者研究现状
1.2.2 国外学者研究现状
1.3 课题研究的内容和目标
1.3.1 研究意义
1.3.2 研究内容及步骤
第二章 日光温室温湿度的试验研究
2.1 试验温室介绍
2.2 试验过程介绍
2.2.1 试验内容及监测点布置
2.2.2 热参数测量
2.3 试验结果分析
2.3.1 温室内外空气温度状况分析
2.3.2 温室内外空气湿度状况分析
第三章 日光温室CFD数值计算方法及工具
3.1 日光温室热物理模型
3.2 日光温室数学模型
3.2.1 对浮升力的处理
3.2.2 数值计算控制方程组
3.2.3 流动模型设置
3.2.4 辐射模型设置
3.2.5 壁面函数法
3.3 求解控制方程
3.3.1 对微分方程进行离散
3.3.2 求解微分方程
3.3.3 PISO算法
3.4 Fluent软件介绍
第四章 日光温室温度场模拟验证和优化
4.1 三维稳态模拟及其数据验证
4.1.1 计算区域及其网格的划分
4.1.3 定义边界条件
4.1.4 三维稳态计算结果与分析
4.1.5 实验数据验证稳态模拟结果
4.2 三维非稳态模拟及其数据验证
4.2.1 墙体非稳态传热
4.2.2 反应系数计算法
4.2.3 室外空气综合温度
4.2.4 定义非稳态边界条件
4.2.5 三维稳态计算结果与分析
4.2.6 实验数据验证非稳态模拟结果
4.3 日光温室通风效果的优化
4.3.1 温室结构的优化
4.3.2 通风方式的优化
4.3.3 两种优化方式的比较
第五章 结论与建议
5.1 结论
5.2 建议
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间发表的论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]自然通风单栋温室内流场的CFD模拟[J]. 孟凡英,刘美. 黑龙江农业科学. 2012(02)
[2]机械通风条件下玻璃温室热环境数值模拟[J]. 吴飞青,张立彬,胥芳,陈教料,陈晓. 农业机械学报. 2010(01)
[3]日光温室热湿环境影响机理研究进展[J]. 刘珊,张林华,张峰. 山东建筑大学学报. 2009(06)
[4]玻璃温室自然通风热环境时空分布数值模拟[J]. 程秀花,毛罕平,伍德林,李本卿. 农业机械学报. 2009(06)
[5]基于CFD技术的玻璃温室加热环境数值模拟[J]. 陈教料,胥芳,张立彬,盛军强. 农业机械学报. 2008(08)
[6]用CFD方法模拟日光温室温度环境初探[J]. 佟国红,李保明,David M.Christopher,山口智治. 农业工程学报. 2007(07)
[7]夏季日光温室环境条件分析[J]. 赵子征,彭高军,辛本胜. 北方园艺. 2005(04)
[8]我国日光温室产业发展现状与前景[J]. 李天来. 沈阳农业大学学报. 2005(02)
[9]多层覆盖连栋温室热环境模型构建[J]. 李树海,马承伟,张俊芳,鲍顺淑. 农业工程学报. 2004(03)
[10]延长通风时间与增施CO2对温室生态因子及黄瓜光合特性的影响研究[J]. 崔庆法,王静. 中国生态农业学报. 2004(02)
硕士论文
[1]多层建筑围护结构墙体的保温节能分析[D]. 王惟钊.哈尔滨工程大学 2007
[2]节能型日光温室环境因子的物理模型及其评价[D]. 张剑锋.南京农业大学 2003
[3]机械通风的华北型连栋温室内温度和速度场的数值模拟研究[D]. 童莉.北京化工大学 2003
本文编号：3080499
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 日光温室发展现状
1.1.2 待解决的热环境问题
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内学者研究现状
1.2.2 国外学者研究现状
1.3 课题研究的内容和目标
1.3.1 研究意义
1.3.2 研究内容及步骤
第二章 日光温室温湿度的试验研究
2.1 试验温室介绍
2.2 试验过程介绍
2.2.1 试验内容及监测点布置
2.2.2 热参数测量
2.3 试验结果分析
2.3.1 温室内外空气温度状况分析
2.3.2 温室内外空气湿度状况分析
第三章 日光温室CFD数值计算方法及工具
3.1 日光温室热物理模型
3.2 日光温室数学模型
3.2.1 对浮升力的处理
3.2.2 数值计算控制方程组
3.2.3 流动模型设置
3.2.4 辐射模型设置
3.2.5 壁面函数法
3.3 求解控制方程
3.3.1 对微分方程进行离散
3.3.2 求解微分方程
3.3.3 PISO算法
3.4 Fluent软件介绍
第四章 日光温室温度场模拟验证和优化
4.1 三维稳态模拟及其数据验证
4.1.1 计算区域及其网格的划分
4.1.3 定义边界条件
4.1.4 三维稳态计算结果与分析
4.1.5 实验数据验证稳态模拟结果
4.2 三维非稳态模拟及其数据验证
4.2.1 墙体非稳态传热
4.2.2 反应系数计算法
4.2.3 室外空气综合温度
4.2.4 定义非稳态边界条件
4.2.5 三维稳态计算结果与分析
4.2.6 实验数据验证非稳态模拟结果
4.3 日光温室通风效果的优化
4.3.1 温室结构的优化
4.3.2 通风方式的优化
4.3.3 两种优化方式的比较
第五章 结论与建议
5.1 结论
5.2 建议
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间发表的论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]自然通风单栋温室内流场的CFD模拟[J]. 孟凡英,刘美. 黑龙江农业科学. 2012(02)
[2]机械通风条件下玻璃温室热环境数值模拟[J]. 吴飞青,张立彬,胥芳,陈教料,陈晓. 农业机械学报. 2010(01)
[3]日光温室热湿环境影响机理研究进展[J]. 刘珊,张林华,张峰. 山东建筑大学学报. 2009(06)
[4]玻璃温室自然通风热环境时空分布数值模拟[J]. 程秀花,毛罕平,伍德林,李本卿. 农业机械学报. 2009(06)
[5]基于CFD技术的玻璃温室加热环境数值模拟[J]. 陈教料,胥芳,张立彬,盛军强. 农业机械学报. 2008(08)
[6]用CFD方法模拟日光温室温度环境初探[J]. 佟国红,李保明,David M.Christopher,山口智治. 农业工程学报. 2007(07)
[7]夏季日光温室环境条件分析[J]. 赵子征,彭高军,辛本胜. 北方园艺. 2005(04)
[8]我国日光温室产业发展现状与前景[J]. 李天来. 沈阳农业大学学报. 2005(02)
[9]多层覆盖连栋温室热环境模型构建[J]. 李树海,马承伟,张俊芳,鲍顺淑. 农业工程学报. 2004(03)
[10]延长通风时间与增施CO2对温室生态因子及黄瓜光合特性的影响研究[J]. 崔庆法,王静. 中国生态农业学报. 2004(02)
硕士论文
[1]多层建筑围护结构墙体的保温节能分析[D]. 王惟钊.哈尔滨工程大学 2007
[2]节能型日光温室环境因子的物理模型及其评价[D]. 张剑锋.南京农业大学 2003
[3]机械通风的华北型连栋温室内温度和速度场的数值模拟研究[D]. 童莉.北京化工大学 2003
本文编号：3080499
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