论文摘要
温室已发展成为现代园艺设施中最主要的农业生产建筑设施之一。当前我国在现代大型温室技术应用和生产方面尚存在相当的盲目性,对一些有针对性的关键技术、总体设计方案、解决问题的措施等还研究较少,严重影响设施园艺效益的提高。为了使我国的温室有更大的发展,必须在前人研究的基础上,通过试验对整个温室系统进行整体性的优化设计,得到更适合当地气候条件的温室系统。该论文对机械通风式连栋塑料温室进行了研究,在试验研究的基础上,采用CFD（Computational Fluid Dynamics,计算流体力学）方法建立机械通风式连栋塑料温室的三维CFD理论模型,并应用CFD模型模拟了不同外界条件下（包括:天气状况,风机及内遮阳幕的组合使用）机械通风式连栋塑料温室内温度场和流场的分布情况,并与试验测试结果进行对比分析,分析结果表明了利用CFD方法进行温室内环境模拟的可行性、有效性及合理性,同时验证了该研究中建立的温室三维CFD模型的合理性,该模型能较准确的反映出温室内温度场和流场的分布情况。通过对试验结果和数值模拟结果的分析,发现该试验温室在温度场和流场分布上存在问题,主要是温室第2栋内温度较高,且气流分布稀疏,流速很低;第1、3两栋内沿气流进口方向,气流流速过高,形成大小不一的涡流,会对植物茎干造成损害;温室的四个边角区域,流场分布非常稀疏甚至接近于零。针对以上问题,本文中提出了四种温室结构优化方案（调整试验温室的跨度,栋长以及山墙门打开度）,并对各个优化方案中温室内流场进行CFD模拟,预测了温室内部流场的分布情况。通过上述研究可以得出以下结论:1.武汉地区的夏季温度较高,机械通风式连栋塑料温室依靠单一的通风方式不能有效的改变温室内部的温度场和流场的分布情况,会造成温室内的局部区域高温、气流流速较小、四边角区气流分布过于稀疏等不良现象。2.在夏季晴天高温条件下,采用风机结合内遮阳的通风方式能有效的改善温室的内环境。这种通风方式使温室内外空气交换速度加快,快速带走温室内的高温气流,温室内温度场和流场分布较为均匀合理,同时也避免了温室内部上下温度梯度较大和温室边角区气流流速过低的现象。3.在夏季阴天条件下,室外温度较低、风速较高,机械通风方式与自然通风方式相比,在温室内风速方面较优,但降温效果无明显改善。因此在阴天情况下,应玖可偈褂梅缁滴?以免造成资源的浪费。4.该研究中建立了机械通风式连栋塑料温室的三维CFD理论模型,并对温室内温度场和流场进行了数值模拟计算,预测了机械通风式连栋塑料温室的内部温度场和流场分布情况。经将数值模拟结果和试验结果对比表明:使用标准k-ε湍流模型对机械通风式连栋塑料温室的CFD模拟结果与实测试结果吻合较好,结果证明了在机械通风式连栋塑料温室进行CFD模拟研究的可行性。5.针对现有试验温室在温度场和流场分布方面存在的问题,在该研究中提出了四种温室结构优化方案,并对各个优化方案中温室内流场做了CFD模拟。通过对各个优化方案中温室内流场模拟结果分析研究发现:优化方案3（单跨跨度为8m、栋长为24m、山墙门打开度为2m×2.3m）中采用的温室结构是最理想的。
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