基于CFD的寒地水稻育秧大棚环境数值模拟分析与研究
发布时间：2021-11-02 01:55
东北地区地处寒地,气候比较寒冷且早晚温差较大,为提高水稻的生长质量,育秧成为北方寒冷地区种植水稻必不可少的一部分。育秧大棚内温湿度是直接影响水稻秧苗生长的重要环境因素,因此保证大棚内温湿度场的均匀分布具有重要意义。本文以寒地水稻育秧大棚作为研究对象,采用CFD方法模拟自然通风条件下大棚内部温湿度场及气流场的分布情况以及变化规律,并根据水稻秧苗的实际生长需求对大棚进行通风结构优化,提出北方寒冷地区不同长度的水稻育秧大棚适宜采用的最佳通风配置。（1）结合计算流体动力学的相关理论知识与大棚实际模型,建立秧苗—大棚—环境的数学模型。选用标准k-?湍流模型,对近壁区低Re流动选用壁面函数法进行处理,辐射换热选用DO辐射模型,大棚内种植的水稻秧苗作物设定为多孔介质模型,大棚内湿度采用组分模型进行求解。（2）应用Gambit软件建立与实验大棚相等大小的三维模型,选取实地测量数据作为模拟的边界条件,采用CFD方法对水稻育秧大棚环境进行数值模拟研究,并将模拟得到的温湿度数值与实测数值进行对比,验证模型的可行性。验证结果显示:模拟值与实测值吻合较好,通过建立的CFD模型模拟可较为真实准确地反映出水稻育秧大...
【文章来源】：黑龙江八一农垦大学黑龙江省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验水稻育秧大棚
图 2-2 风向图Figure 2-2 Diagram of the wind direction测量湿度采用 AM2302 温湿度传感器（温度测量℃；湿度测量范围 0~100%RH，分辨率 0.1%R用 AS813 光照度仪（测量范围 0~200000Lux，器实时采集到的大棚内部环境数据通过无线模、地表温度测量以及作物叶片温度测量采用手持式 AS852B 红.5℃）测定。在进行实验时，为了减小测量的误
图 2-4 不同天气大棚内外温度对比图Figure 2-4 Temperature comparison inside and outside the greenhouse in different weather types2.3.2 大棚内外湿度变化情况水稻育秧大棚内外部湿度变化情况如图 2-5 所示。由图可知，相对湿度与温度的变化趋势相反，表现为相对湿度升高，空气温度降低，反之亦然。由于不同天气受外界太阳辐射的程度不同，整体上大棚内的相对湿度表现为晴天低，阴天高。晴天天气大棚内相对湿度的最高值超过 70%RH，正午时刻太阳辐射达到最强，温度达到最高值的同时相对湿度达到最低值 37.8%RH。阴天天气大棚内相对湿度保持在 62%RH 左右，整体变化差值较小。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CFD的日光温室温度与卷帘开度关系研究[J]. 张国祥,刘星星,张领先,傅泽田,张琛驰,李鑫星. 农业机械学报. 2017(09)
[2]基于CFD模型的大跨度温室自然通风热环境模拟[J]. 张芳,方慧,杨其长,程瑞锋,张义,柯行林,卢威,刘焕. 中国农业气象. 2017(04)
[3]南方连栋塑料温室夏季机械通风优化设计[J]. 黄震宇,高浩天,朱森林,赵春宇,蔡春花. 农业机械学报. 2017(01)
[4]寒地水稻大棚“三膜”育秧技术[J]. 杜震宇. 安徽农学通报. 2016(13)
[5]自然通风条件下多塑料大棚群温度场的CFD分析[J]. 宋炜,王新忠,沙刘云. 农机化研究. 2016(05)
[6]作物高度对温室自然通风影响的CFD分析[J]. 郑茂军,毛罕平. 农机化研究. 2016(05)
[7]基于CFD的水稻育秧大棚环境数值模拟研究[J]. 孙萌,呼云龙,梁春英,王熙. 农机化研究. 2016(01)
[8]基于CFD的温室气温时空变化预测模型及通风调控措施[J]. 任守纲,杨薇,王浩云,薛卫,徐焕良,熊迎军. 农业工程学报. 2015(13)
[9]湿帘-风机降温下的温室热/流场模拟及降温系统参数优化[J]. 胥芳,蔡彦文,陈教料,张立彬. 农业工程学报. 2015(09)
[10]光伏玻璃温室自然通风条件下的CFD模拟验证[J]. 孙迎龙,王新忠. 农机化研究. 2015(04)
博士论文
[1]基于模型优化预测与流场分析的温室能耗控制方法[D]. 陈教料.浙江大学 2016
[2]秋冬季南方单栋塑料温室小气候分析与温湿环境模拟研究[D]. 曹雯.南京信息工程大学 2012
[3]温室环境因子时空分布CFD模型构建及预测分析研究[D]. 程秀花.江苏大学 2011
[4]温室冬季热环境数值分析与实验研究[D]. 吴飞青.浙江工业大学 2010
[5]东北地区水稻生产潜力及发展战略研究[D]. 潘文博.沈阳农业大学 2009
硕士论文
[1]寒地水稻育秧大棚环境CFD数值模拟及应用[D]. 孙萌.黑龙江八一农垦大学 2016
[2]自然通风对日光温室小气候影响的CFD模拟研究[D]. 宿文.南京信息工程大学 2016
[3]基于CFD的屋顶全开型温室自然通风流场分析和降温调控[D]. 张伟建.江苏大学 2016
[4]基于ZigBee的东北水稻育秧大棚智能监测系统设计[D]. 郭林丽.黑龙江大学 2015
[5]基于CFD方法的农业温室环境测控系统研究与实现[D]. 张旭.黑龙江大学 2015
[6]后墙可拆式新型温室室内环境数值模拟与试验研究[D]. 李洁.南京农业大学 2015
[7]圆拱型温室群风压数值模拟[D]. 蔡唯益.西南大学 2015
[8]冬季温室数值分析研究[D]. 段明辉.东北农业大学 2014
[9]重庆Venlo型温室机械通风降温效果模拟研究[D]. 王朝勇.西南大学 2014
[10]温室机械通风CFD模拟与优化控制研究[D]. 黄全丰.江西理工大学 2013
本文编号：3471115
【文章来源】：黑龙江八一农垦大学黑龙江省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验水稻育秧大棚
图 2-2 风向图Figure 2-2 Diagram of the wind direction测量湿度采用 AM2302 温湿度传感器（温度测量℃；湿度测量范围 0~100%RH，分辨率 0.1%R用 AS813 光照度仪（测量范围 0~200000Lux，器实时采集到的大棚内部环境数据通过无线模、地表温度测量以及作物叶片温度测量采用手持式 AS852B 红.5℃）测定。在进行实验时，为了减小测量的误
图 2-4 不同天气大棚内外温度对比图Figure 2-4 Temperature comparison inside and outside the greenhouse in different weather types2.3.2 大棚内外湿度变化情况水稻育秧大棚内外部湿度变化情况如图 2-5 所示。由图可知，相对湿度与温度的变化趋势相反，表现为相对湿度升高，空气温度降低，反之亦然。由于不同天气受外界太阳辐射的程度不同，整体上大棚内的相对湿度表现为晴天低，阴天高。晴天天气大棚内相对湿度的最高值超过 70%RH，正午时刻太阳辐射达到最强，温度达到最高值的同时相对湿度达到最低值 37.8%RH。阴天天气大棚内相对湿度保持在 62%RH 左右，整体变化差值较小。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CFD的日光温室温度与卷帘开度关系研究[J]. 张国祥,刘星星,张领先,傅泽田,张琛驰,李鑫星. 农业机械学报. 2017(09)
[2]基于CFD模型的大跨度温室自然通风热环境模拟[J]. 张芳,方慧,杨其长,程瑞锋,张义,柯行林,卢威,刘焕. 中国农业气象. 2017(04)
[3]南方连栋塑料温室夏季机械通风优化设计[J]. 黄震宇,高浩天,朱森林,赵春宇,蔡春花. 农业机械学报. 2017(01)
[4]寒地水稻大棚“三膜”育秧技术[J]. 杜震宇. 安徽农学通报. 2016(13)
[5]自然通风条件下多塑料大棚群温度场的CFD分析[J]. 宋炜,王新忠,沙刘云. 农机化研究. 2016(05)
[6]作物高度对温室自然通风影响的CFD分析[J]. 郑茂军,毛罕平. 农机化研究. 2016(05)
[7]基于CFD的水稻育秧大棚环境数值模拟研究[J]. 孙萌,呼云龙,梁春英,王熙. 农机化研究. 2016(01)
[8]基于CFD的温室气温时空变化预测模型及通风调控措施[J]. 任守纲,杨薇,王浩云,薛卫,徐焕良,熊迎军. 农业工程学报. 2015(13)
[9]湿帘-风机降温下的温室热/流场模拟及降温系统参数优化[J]. 胥芳,蔡彦文,陈教料,张立彬. 农业工程学报. 2015(09)
[10]光伏玻璃温室自然通风条件下的CFD模拟验证[J]. 孙迎龙,王新忠. 农机化研究. 2015(04)
博士论文
[1]基于模型优化预测与流场分析的温室能耗控制方法[D]. 陈教料.浙江大学 2016
[2]秋冬季南方单栋塑料温室小气候分析与温湿环境模拟研究[D]. 曹雯.南京信息工程大学 2012
[3]温室环境因子时空分布CFD模型构建及预测分析研究[D]. 程秀花.江苏大学 2011
[4]温室冬季热环境数值分析与实验研究[D]. 吴飞青.浙江工业大学 2010
[5]东北地区水稻生产潜力及发展战略研究[D]. 潘文博.沈阳农业大学 2009
硕士论文
[1]寒地水稻育秧大棚环境CFD数值模拟及应用[D]. 孙萌.黑龙江八一农垦大学 2016
[2]自然通风对日光温室小气候影响的CFD模拟研究[D]. 宿文.南京信息工程大学 2016
[3]基于CFD的屋顶全开型温室自然通风流场分析和降温调控[D]. 张伟建.江苏大学 2016
[4]基于ZigBee的东北水稻育秧大棚智能监测系统设计[D]. 郭林丽.黑龙江大学 2015
[5]基于CFD方法的农业温室环境测控系统研究与实现[D]. 张旭.黑龙江大学 2015
[6]后墙可拆式新型温室室内环境数值模拟与试验研究[D]. 李洁.南京农业大学 2015
[7]圆拱型温室群风压数值模拟[D]. 蔡唯益.西南大学 2015
[8]冬季温室数值分析研究[D]. 段明辉.东北农业大学 2014
[9]重庆Venlo型温室机械通风降温效果模拟研究[D]. 王朝勇.西南大学 2014
[10]温室机械通风CFD模拟与优化控制研究[D]. 黄全丰.江西理工大学 2013
本文编号：3471115
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