基于CFD的寒地水稻育秧大棚環(huán)境數(shù)值模擬分析與研究
發(fā)布時間:2021-11-02 01:55
東北地區(qū)地處寒地,氣候比較寒冷且早晚溫差較大,為提高水稻的生長質(zhì)量,育秧成為北方寒冷地區(qū)種植水稻必不可少的一部分。育秧大棚內(nèi)溫濕度是直接影響水稻秧苗生長的重要環(huán)境因素,因此保證大棚內(nèi)溫濕度場的均勻分布具有重要意義。本文以寒地水稻育秧大棚作為研究對象,采用CFD方法模擬自然通風(fēng)條件下大棚內(nèi)部溫濕度場及氣流場的分布情況以及變化規(guī)律,并根據(jù)水稻秧苗的實際生長需求對大棚進(jìn)行通風(fēng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,提出北方寒冷地區(qū)不同長度的水稻育秧大棚適宜采用的最佳通風(fēng)配置。(1)結(jié)合計算流體動力學(xué)的相關(guān)理論知識與大棚實際模型,建立秧苗—大棚—環(huán)境的數(shù)學(xué)模型。選用標(biāo)準(zhǔn)k-?湍流模型,對近壁區(qū)低Re流動選用壁面函數(shù)法進(jìn)行處理,輻射換熱選用DO輻射模型,大棚內(nèi)種植的水稻秧苗作物設(shè)定為多孔介質(zhì)模型,大棚內(nèi)濕度采用組分模型進(jìn)行求解。(2)應(yīng)用Gambit軟件建立與實驗大棚相等大小的三維模型,選取實地測量數(shù)據(jù)作為模擬的邊界條件,采用CFD方法對水稻育秧大棚環(huán)境進(jìn)行數(shù)值模擬研究,并將模擬得到的溫濕度數(shù)值與實測數(shù)值進(jìn)行對比,驗證模型的可行性。驗證結(jié)果顯示:模擬值與實測值吻合較好,通過建立的CFD模型模擬可較為真實準(zhǔn)確地反映出水稻育秧大...
【文章來源】:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
實驗水稻育秧大棚
圖 2-2 風(fēng)向圖Figure 2-2 Diagram of the wind direction測量濕度采用 AM2302 溫濕度傳感器(溫度測量℃;濕度測量范圍 0~100%RH,分辨率 0.1%R用 AS813 光照度儀(測量范圍 0~200000Lux,器實時采集到的大棚內(nèi)部環(huán)境數(shù)據(jù)通過無線模、地表溫度測量以及作物葉片溫度測量采用手持式 AS852B 紅.5℃)測定。在進(jìn)行實驗時,為了減小測量的誤
圖 2-4 不同天氣大棚內(nèi)外溫度對比圖Figure 2-4 Temperature comparison inside and outside the greenhouse in different weather types2.3.2 大棚內(nèi)外濕度變化情況水稻育秧大棚內(nèi)外部濕度變化情況如圖 2-5 所示。由圖可知,相對濕度與溫度的變化趨勢相反,表現(xiàn)為相對濕度升高,空氣溫度降低,反之亦然。由于不同天氣受外界太陽輻射的程度不同,整體上大棚內(nèi)的相對濕度表現(xiàn)為晴天低,陰天高。晴天天氣大棚內(nèi)相對濕度的最高值超過 70%RH,正午時刻太陽輻射達(dá)到最強,溫度達(dá)到最高值的同時相對濕度達(dá)到最低值 37.8%RH。陰天天氣大棚內(nèi)相對濕度保持在 62%RH 左右,整體變化差值較小。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于CFD的日光溫室溫度與卷簾開度關(guān)系研究[J]. 張國祥,劉星星,張領(lǐng)先,傅澤田,張琛馳,李鑫星. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2017(09)
[2]基于CFD模型的大跨度溫室自然通風(fēng)熱環(huán)境模擬[J]. 張芳,方慧,楊其長,程瑞鋒,張義,柯行林,盧威,劉煥. 中國農(nóng)業(yè)氣象. 2017(04)
[3]南方連棟塑料溫室夏季機械通風(fēng)優(yōu)化設(shè)計[J]. 黃震宇,高浩天,朱森林,趙春宇,蔡春花. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2017(01)
[4]寒地水稻大棚“三膜”育秧技術(shù)[J]. 杜震宇. 安徽農(nóng)學(xué)通報. 2016(13)
[5]自然通風(fēng)條件下多塑料大棚群溫度場的CFD分析[J]. 宋煒,王新忠,沙劉云. 農(nóng)機化研究. 2016(05)
[6]作物高度對溫室自然通風(fēng)影響的CFD分析[J]. 鄭茂軍,毛罕平. 農(nóng)機化研究. 2016(05)
[7]基于CFD的水稻育秧大棚環(huán)境數(shù)值模擬研究[J]. 孫萌,呼云龍,梁春英,王熙. 農(nóng)機化研究. 2016(01)
[8]基于CFD的溫室氣溫時空變化預(yù)測模型及通風(fēng)調(diào)控措施[J]. 任守綱,楊薇,王浩云,薛衛(wèi),徐煥良,熊迎軍. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(13)
[9]濕簾-風(fēng)機降溫下的溫室熱/流場模擬及降溫系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化[J]. 胥芳,蔡彥文,陳教料,張立彬. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(09)
[10]光伏玻璃溫室自然通風(fēng)條件下的CFD模擬驗證[J]. 孫迎龍,王新忠. 農(nóng)機化研究. 2015(04)
博士論文
[1]基于模型優(yōu)化預(yù)測與流場分析的溫室能耗控制方法[D]. 陳教料.浙江大學(xué) 2016
[2]秋冬季南方單棟塑料溫室小氣候分析與溫濕環(huán)境模擬研究[D]. 曹雯.南京信息工程大學(xué) 2012
[3]溫室環(huán)境因子時空分布CFD模型構(gòu)建及預(yù)測分析研究[D]. 程秀花.江蘇大學(xué) 2011
[4]溫室冬季熱環(huán)境數(shù)值分析與實驗研究[D]. 吳飛青.浙江工業(yè)大學(xué) 2010
[5]東北地區(qū)水稻生產(chǎn)潛力及發(fā)展戰(zhàn)略研究[D]. 潘文博.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]寒地水稻育秧大棚環(huán)境CFD數(shù)值模擬及應(yīng)用[D]. 孫萌.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 2016
[2]自然通風(fēng)對日光溫室小氣候影響的CFD模擬研究[D]. 宿文.南京信息工程大學(xué) 2016
[3]基于CFD的屋頂全開型溫室自然通風(fēng)流場分析和降溫調(diào)控[D]. 張偉建.江蘇大學(xué) 2016
[4]基于ZigBee的東北水稻育秧大棚智能監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 郭林麗.黑龍江大學(xué) 2015
[5]基于CFD方法的農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境測控系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 張旭.黑龍江大學(xué) 2015
[6]后墻可拆式新型溫室室內(nèi)環(huán)境數(shù)值模擬與試驗研究[D]. 李潔.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[7]圓拱型溫室群風(fēng)壓數(shù)值模擬[D]. 蔡唯益.西南大學(xué) 2015
[8]冬季溫室數(shù)值分析研究[D]. 段明輝.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[9]重慶Venlo型溫室機械通風(fēng)降溫效果模擬研究[D]. 王朝勇.西南大學(xué) 2014
[10]溫室機械通風(fēng)CFD模擬與優(yōu)化控制研究[D]. 黃全豐.江西理工大學(xué) 2013
本文編號:3471115
【文章來源】:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
實驗水稻育秧大棚
圖 2-2 風(fēng)向圖Figure 2-2 Diagram of the wind direction測量濕度采用 AM2302 溫濕度傳感器(溫度測量℃;濕度測量范圍 0~100%RH,分辨率 0.1%R用 AS813 光照度儀(測量范圍 0~200000Lux,器實時采集到的大棚內(nèi)部環(huán)境數(shù)據(jù)通過無線模、地表溫度測量以及作物葉片溫度測量采用手持式 AS852B 紅.5℃)測定。在進(jìn)行實驗時,為了減小測量的誤
圖 2-4 不同天氣大棚內(nèi)外溫度對比圖Figure 2-4 Temperature comparison inside and outside the greenhouse in different weather types2.3.2 大棚內(nèi)外濕度變化情況水稻育秧大棚內(nèi)外部濕度變化情況如圖 2-5 所示。由圖可知,相對濕度與溫度的變化趨勢相反,表現(xiàn)為相對濕度升高,空氣溫度降低,反之亦然。由于不同天氣受外界太陽輻射的程度不同,整體上大棚內(nèi)的相對濕度表現(xiàn)為晴天低,陰天高。晴天天氣大棚內(nèi)相對濕度的最高值超過 70%RH,正午時刻太陽輻射達(dá)到最強,溫度達(dá)到最高值的同時相對濕度達(dá)到最低值 37.8%RH。陰天天氣大棚內(nèi)相對濕度保持在 62%RH 左右,整體變化差值較小。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于CFD的日光溫室溫度與卷簾開度關(guān)系研究[J]. 張國祥,劉星星,張領(lǐng)先,傅澤田,張琛馳,李鑫星. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2017(09)
[2]基于CFD模型的大跨度溫室自然通風(fēng)熱環(huán)境模擬[J]. 張芳,方慧,楊其長,程瑞鋒,張義,柯行林,盧威,劉煥. 中國農(nóng)業(yè)氣象. 2017(04)
[3]南方連棟塑料溫室夏季機械通風(fēng)優(yōu)化設(shè)計[J]. 黃震宇,高浩天,朱森林,趙春宇,蔡春花. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2017(01)
[4]寒地水稻大棚“三膜”育秧技術(shù)[J]. 杜震宇. 安徽農(nóng)學(xué)通報. 2016(13)
[5]自然通風(fēng)條件下多塑料大棚群溫度場的CFD分析[J]. 宋煒,王新忠,沙劉云. 農(nóng)機化研究. 2016(05)
[6]作物高度對溫室自然通風(fēng)影響的CFD分析[J]. 鄭茂軍,毛罕平. 農(nóng)機化研究. 2016(05)
[7]基于CFD的水稻育秧大棚環(huán)境數(shù)值模擬研究[J]. 孫萌,呼云龍,梁春英,王熙. 農(nóng)機化研究. 2016(01)
[8]基于CFD的溫室氣溫時空變化預(yù)測模型及通風(fēng)調(diào)控措施[J]. 任守綱,楊薇,王浩云,薛衛(wèi),徐煥良,熊迎軍. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(13)
[9]濕簾-風(fēng)機降溫下的溫室熱/流場模擬及降溫系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化[J]. 胥芳,蔡彥文,陳教料,張立彬. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2015(09)
[10]光伏玻璃溫室自然通風(fēng)條件下的CFD模擬驗證[J]. 孫迎龍,王新忠. 農(nóng)機化研究. 2015(04)
博士論文
[1]基于模型優(yōu)化預(yù)測與流場分析的溫室能耗控制方法[D]. 陳教料.浙江大學(xué) 2016
[2]秋冬季南方單棟塑料溫室小氣候分析與溫濕環(huán)境模擬研究[D]. 曹雯.南京信息工程大學(xué) 2012
[3]溫室環(huán)境因子時空分布CFD模型構(gòu)建及預(yù)測分析研究[D]. 程秀花.江蘇大學(xué) 2011
[4]溫室冬季熱環(huán)境數(shù)值分析與實驗研究[D]. 吳飛青.浙江工業(yè)大學(xué) 2010
[5]東北地區(qū)水稻生產(chǎn)潛力及發(fā)展戰(zhàn)略研究[D]. 潘文博.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]寒地水稻育秧大棚環(huán)境CFD數(shù)值模擬及應(yīng)用[D]. 孫萌.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 2016
[2]自然通風(fēng)對日光溫室小氣候影響的CFD模擬研究[D]. 宿文.南京信息工程大學(xué) 2016
[3]基于CFD的屋頂全開型溫室自然通風(fēng)流場分析和降溫調(diào)控[D]. 張偉建.江蘇大學(xué) 2016
[4]基于ZigBee的東北水稻育秧大棚智能監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 郭林麗.黑龍江大學(xué) 2015
[5]基于CFD方法的農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境測控系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 張旭.黑龍江大學(xué) 2015
[6]后墻可拆式新型溫室室內(nèi)環(huán)境數(shù)值模擬與試驗研究[D]. 李潔.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[7]圓拱型溫室群風(fēng)壓數(shù)值模擬[D]. 蔡唯益.西南大學(xué) 2015
[8]冬季溫室數(shù)值分析研究[D]. 段明輝.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[9]重慶Venlo型溫室機械通風(fēng)降溫效果模擬研究[D]. 王朝勇.西南大學(xué) 2014
[10]溫室機械通風(fēng)CFD模擬與優(yōu)化控制研究[D]. 黃全豐.江西理工大學(xué) 2013
本文編號:3471115
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