Venlo型温室风荷载特性数值模拟研究

风荷载是对温室结构影响最大、存在最为普遍的可变荷载,不同布置形式的Venlo型温室对风荷载的敏感程度存在差异。为全面掌握其表面风荷载分布规律,基于CFD计算平台,选取Realizable k-ε湍流模型和B类地貌作为研究的共同基础,对跨度分别为1跨、3连跨、5连跨和10连跨的Venlo型温室在0°,30°,60°和90°不同风向角情况下的表面风压分布情况进行数值模拟计算,求得相应的风压系数。结果表明:相同风力条件下,风向、跨度不同,温室表面风压分布也各不同;其中,单跨和斜风布置为最不利的布置形式。模拟计算结果为Venlo型温室设计时风荷载取值提供了参考,并提出最优布置形式。     

玻璃温室夏季组合降温措施试验研究

本文详细阐述了夏季温室内几种主要组合降温措施,即自然通风+外遮阳系统、机械通风+外遮阳系统、湿帘风机+外遮阳系统和湿帘风机+外遮阳+屋顶喷淋系统等降温措施,与此同时对温室内的温湿度环境变化规律进行分析.结果表明,四种降温措施分别使温室内、外温度差分别为-0.6℃、-1.2℃、-3.6℃和-7.4℃,由此可见湿帘风机+外遮阳+屋顶喷淋系统降温效果最佳;温室内、外湿度差分别为-10.5%、-6.5%、8%和6.8%.     

可变边界条件下的Venlo温室温度场三维非稳态模拟

以外界温度、太阳辐射、风速风向作为随时间变化的边界条件,基于CFD方法建立了Venlo温室自然通风三维非稳态数学模型。结果显示,模拟值与实测值均方根误差RMSE为0.688℃,最大相对误差为8.9%,平均相对误差为2.8%,所建立CFD模型可以准确地描述室内温度场的时空变化。从整个模拟周期上看,温室内温度和室外温度变化趋势一致,室内温度和室外温度平均温差3.09℃;当室外风速从0.81 m/s跃变至1.2 m/s,风向由西南偏南变为西时,温室西侧迎风口局部气流速度出现了先增大后减小的变化模式,温室东侧上部气流速度明显增加,除温室迎风口附近区域外大部分作物区域气流速度维持在0~0.1 m/s的范围内,温室通风入口处x=1.5 m截面和作物冠层y=1.4 m截面平均温度在180 s内分别下降了1.87℃和0.92℃,室外风速风向对温室自然通风降温效果影响显著。     

华东型连栋塑料温室夏季降温研究

华东地区夏季高温高湿,严重制约了室内作物的正常生长和发育。遮阳网上喷雾降温利用将细雾喷洒在遮阳网和拱顶之间的高温区、水在蒸发过程中吸收大量热量、未完全汽化的雾滴落在遮阳网上形成二次蒸发散热的原理,使降温效果进一步提高。试验表明在温室内空气湿度增大不多的情况下,可有效地将温室内气温下降到低于室外气温0.6°～2℃,降幅可达3°～5℃左右,并且温度分布均匀。     

连栋塑料温室喷雾降温及外遮荫降温试验研究

为解决夏季温室高温、高湿问题,在温室喷雾水膜降温的基础上,直接在内遮荫幕上做喷雾降温试验,并与外遮荫降温系统进行比较。试验结果表明:单独采用内遮荫幕系统可使室内气温比外界低1℃左右;采用在内遮荫幕上喷雾降温,室内气温比室外可低2°～3℃;采用外遮荫降温系统可使室内温度比室外低3°～4℃。     

基于CFD的夏季屋顶全开型玻璃温室自然通风流场分析

为研究自然通风对屋顶全开型玻璃连栋温室夏季降温的影响,采用k-ε湍流模型和DO辐射模型建立了屋顶全开型温室在夏季高太阳辐射和弱风天气下的CFD模型,将模型的模拟值与实测值进行对比,两者平均相对误差为2.5%。利用建立的CFD模型,进行了夏季高温季节通风降温调控措施的试验分析。结果表明:屋顶全开窗玻璃温室中,天窗的开窗角度应与侧窗配合,这样能增强通风的降温效果;在侧窗为45°时,天窗调整至60°的温室整体降温效果优于天窗45°或75°开启角度。屋顶全开窗玻璃温室在使用侧窗和调控至合理开启角度的天窗进行联合通风的工况下,温室整体温度从38.4℃降至36.9℃,调控措施降温效果明显。     

玻璃温室夏季单项降温措施的试验研究

详细阐述了夏季温室内的主要单项降温措施,即自然通风、机械通风、湿垫风机以及外遮阳等降温系统;同时,对温室内温湿度环境的变化规律进行了分析.试验结果表明,4种降温措施的温室内外温度差分别为1.1℃,0.4℃,-2.6℃和-1.2℃.由此可见:湿垫风机降温效果最佳,温室内外湿度差分别为-13%,-6%,8%和1%.     

热风加温下Venlo型温室温度场的CFD数值模拟

应用计算流体动力学(CFD,Computational Fuid Dynamics)中的标准湍流方程,对Venlo型PC板温室在燃油热风加温条件下进行了温度场的数值模拟。模拟时,对整个计算域采用ANSYS中的Fluid141单元进行网格划分,生成大约105个网格。数值模拟结果与试验测试点温度分布情况吻合较好,基本反映了燃油热风机出口风速为1.77m/s和风温为60℃时室内温度场的分布情况。     

温室降温的形式及选择

自1979年我国开始大规模引进国外现代化温室以来,通过借鉴和实践,温室制造业已有了很大进步。随着工农业生产的发展,土地资源日渐珍贵,为实现农业稳产高产,建造更多能调控环境以适应作物生长的温室势在必行。     

现代温室夏季降温技术研究

阐述了温室夏季主要的降温方法,即采用通风、湿垫-风机、高压喷雾、集中雾化及除湿等降温系统;同时,加以简要的比较,提出各种系统的优缺点,并分析了在重庆的降温效果;最后,预测了将来温室降温系统的发展趋势.     

基于CFD的不同通风方式塑料大棚降温效果研究

为确定合理的塑料大棚通风口配置及通风形式,提高大棚夏季降温效果,采用试验和CFD模拟相结合的方法,对两种通风口配置（两侧底部、两侧底部+顶部）和两种通风口形状（水平卷膜、垂直卷膜）大棚内的夏季6—7月温度和气流场特征进行了研究。模型经过实测验证,气温模拟值与实测值变化趋势基本吻合,均方根误差1.27℃、平均相对误差分别为3.7%。结果表明：与仅有两侧底部通风相比,两侧底部和顶部通风配置明显提高降温效果,番茄冠层高度昼均温、升温速率分别降低0.4~2.1℃和0.4℃/h,通风率增加50%,温度、气流分布均匀度提高;与顶部水平卷膜通风相比,垂直卷膜通风大棚内冠层昼均温、升温速率分别降低0.2~1.2℃和0.2℃/h,通风率提高20%,但温度、气流的空间分布均匀性稍差。综合比较,同时采用两侧底部加顶部垂直卷膜通风的大棚通风降温效果明显。     

作物高度对温室自然通风影响的CFD分析

近年来,随着计算机性能和技术的发展,计算流体力学在设施农业中得到了广泛的应用。为此,基于CFD数值方法 ,在Venlo型温室自然通风条件下,对不同作物高度的室内气流和温度分布进行了数值模拟。结果表明:不同作物高度对温室自然通风气流速度变化影响显著;室外风速1.5m/s时,温室高度1.2m处室内气流速度低于0.2m/s;作物高度对温室内沿跨度方向温度阶梯变化影响较大,作物高度越高,温度阶梯变化越明显。最后,根据仿真得到不同作物高度自然通风温室1.2m高水平面的平均温度,得出作物高度对自然通风温度的影响规律。     

单栋塑料大棚在高温低风速下的自然通风数值研究

为了研究华东型单栋塑料大棚在高温低风速极端天气下的自然通风特征,利用计算流体力学(CFD)理论建立栽培植物的全尺度三维自然通风模型,模型包括了太阳辐射和作物的影响。仿真结果证实:在外界风速较低时,热压通风起主导作用,且增开天窗能提高大棚的通风效果。CFD仿真结果和实验测试点的温度偏差在1.1°C之内,吻合较好,验证了CFD模型的有效性。     

降温技术在温室领域的应用

回顾了降温技术在农用温室领域的应用,讨论了每项技术代表性的方法;根据现有温室的系统特征、使用方法以及表现形式等相关信息,着重阐述了几种主要温室降温方法,即通风降温(自然通风和机械通风)、遮阳降温、蒸发降温(湿帘-风机降温、喷雾降温和喷淋降温)及创新型降温技术(机械制冷技术、空气-土壤热交换技术和地下水降温技术);综合所收集的信息,并分析每种降温方法存在的不足和局限性.     

光伏玻璃温室自然通风条件下的CFD模拟验证

基于计算机流体力学(CFD)数值方法,以光伏连栋玻璃温室为研究对象,在自然通风的条件下对室内温度场进行模拟验证。采用离散坐标(DO)辐射模型对光伏温室室内温度场的时空分布和变化规律进行了三维CFD模拟和试验验证。结果表明,光伏温室室内温度试验结果和模拟结果绝对误差均值为0.96℃,相对误差均值为2.94%。模拟结果和试验结果吻合,验证了模型的可行性。