基于計(jì)算流體力學(xué)的溫室環(huán)境系統(tǒng)建模及交互式優(yōu)化
發(fā)布時(shí)間:2024-01-20 20:37
在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域,溫室作為一種復(fù)雜的、分布式參數(shù)的生態(tài)系統(tǒng),其室內(nèi)微環(huán)境參數(shù)對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)起關(guān)鍵作用。因此,對(duì)溫室內(nèi)環(huán)境系統(tǒng)的建模與優(yōu)化一直是廣大學(xué)者研究的重點(diǎn)內(nèi)容。以促進(jìn)作物產(chǎn)量和節(jié)約能耗為目標(biāo),如何優(yōu)化溫室環(huán)境參數(shù),為溫室閉環(huán)控制系統(tǒng)提供最優(yōu)設(shè)置點(diǎn)是設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域急需解決的重要科學(xué)問題。本文以鎮(zhèn)江地區(qū)基于機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的Venlo型溫室作為研究對(duì)象,采用計(jì)算流體力學(xué)軟件(CFD)對(duì)不同室外氣象條件下室內(nèi)微環(huán)境進(jìn)行仿真模擬,并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證CFD模型的有效性。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)基于數(shù)據(jù)交互機(jī)制的溫室環(huán)境參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化策略。主要內(nèi)容有:(1)結(jié)合溫室的物理特性和以往仿真研究資料對(duì)溫室系統(tǒng)進(jìn)行物理簡(jiǎn)化。根據(jù)溫室實(shí)際情況,合理設(shè)置氣體湍流模型和太陽(yáng)輻射模型,建立溫室環(huán)境系統(tǒng)的CFD仿真模型。在此基礎(chǔ)上,初步探討通風(fēng)速率、熱輻射等因素影響下的溫室內(nèi)環(huán)境參數(shù)時(shí)空分布規(guī)律。(2)為驗(yàn)證所建仿真模型的可靠性,實(shí)施自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)條件下溫室內(nèi)溫度、風(fēng)速的測(cè)量實(shí)驗(yàn),并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比結(jié)果顯示:在自然通風(fēng)狀況下溫度的平均誤差為9.6%,平均絕對(duì)誤差為2.3℃,在機(jī)械強(qiáng)制通風(fēng)狀況下溫度的平...
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
本文編號(hào):3881516
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