日光溫室是我國北方地區(qū)特有的用于冬季蔬菜生產(chǎn)的設(shè)施類型,溫室內(nèi)氣溫、相對濕度、土壤溫度等環(huán)境條件是影響作物生長的關(guān)鍵要素。本文以日光溫室為研究對象,基于濟南地區(qū)溫室試驗觀測,利用計算流體動力學(xué)（Computational Fluid Dynamics, CFD）方法,模擬分析自然通風(fēng)條件下溫室內(nèi)部溫度、濕度等小氣候要素的時空變化特征,提出不同天氣條件下溫室環(huán)境調(diào)控策略,為日光溫室生產(chǎn)管理提供理論依據(jù)。1.溫室內(nèi)外環(huán)境氣象要素對比基于溫室內(nèi)外氣溫、空氣相對濕度、地溫、風(fēng)速和風(fēng)向等觀測數(shù)據(jù),分析表明,冬季,濟南溫室外主導(dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng),風(fēng)速在0.5-4.1m/s之間；溫室內(nèi)外氣溫差為6.5-15℃,最小濕度差為5%-10%;溫室內(nèi)氣溫和濕度在水平和垂直方向均存在一定異質(zhì)性,溫室中部和低層溫度較低,濕度較高；土壤溫度隨著深度增加波動衰減,并趨于穩(wěn)定。2.CFD模型構(gòu)建與驗證基于供試溫室設(shè)施結(jié)構(gòu)參數(shù),結(jié)合試驗觀測數(shù)據(jù),構(gòu)建邊界條件,利用標(biāo)準(zhǔn)的K-ε湍流模型,通過聯(lián)立求解連續(xù)方程、動量方程和能量方程,構(gòu)建了CFD模擬模型。利用模擬模型對溫室內(nèi)氣溫和濕度進行模擬,模擬結(jié)果表明,晴天、多云、陰天天氣下... 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 綜述
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的及意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 基于示蹤氣體法對溫室通風(fēng)的研究
        1.3.2 基于能量平衡法對溫室通風(fēng)的研究
        1.3.3 基于CFD方法對溫室通風(fēng)的研究
    1.4 存在的問題
    1.5 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.5.1 本文研究內(nèi)容
        1.5.2 技術(shù)路線
第二章 試驗設(shè)計
    2.1 試驗地點及供試溫室
    2.2 觀測內(nèi)容及方法
        2.2.1 溫室外氣象觀測
        2.2.2 溫室內(nèi)溫濕觀測
        2.2.3 溫室內(nèi)風(fēng)速、風(fēng)向測量
        2.2.4 溫室內(nèi)輻射測量
        2.2.5 土壤溫度的測定
    2.3 溫室內(nèi)外環(huán)境要素對比分析
        2.3.1 太陽輻射
        2.3.2 溫室內(nèi)外氣溫日變化情況
        2.3.3 溫室內(nèi)外濕度日變化情況
        2.3.4 溫室內(nèi)縱向溫濕度變化情況
        2.3.5 溫室內(nèi)水平溫濕度變化情況
        2.3.6 溫室內(nèi)土壤溫度變化情況
        2.3.7 溫室外風(fēng)速風(fēng)向變化情況
    2.4 本章小結(jié)
第三章 CFD模型構(gòu)建與驗證
    3.1 溫室物理模型
    3.2 Boussinesq假設(shè)
    3.3 基本控制方程
    3.4 湍流模型
    3.5 輻射模型
    3.6 壁面函數(shù)法
    3.7 日光溫室結(jié)構(gòu)及三維造型
        3.7.1 計算域的選擇
        3.7.2 網(wǎng)格劃分
    3.8 邊界條件設(shè)置
        3.8.1 進出口邊界條件
        3.8.2 溫室壁面邊界條件
        3.8.3 作物邊界條件
    3.9 微分方程的離散與求解
        3.9.1 微分方程的離散
        3.9.2 微分方程的求解
        3.9.3 控制算法的選擇
    3.10 模型驗證
    3.11 本章小結(jié)
第四章 作物種植對溫室小氣候特征影響分析
    4.1 無作物溫室內(nèi)小氣候特征的模擬分析
        4.1.1 溫室內(nèi)氣流分布分析
        4.1.2 溫室內(nèi)溫濕度分布分析
    4.2 有作物溫室內(nèi)小氣候特征的模擬分析
        4.2.1 溫室內(nèi)氣流分布分析
        4.2.2 溫室內(nèi)溫濕度分布分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 風(fēng)速風(fēng)向?qū)厥倚夂蛱卣饔绊懛治?br>    5.1 風(fēng)速對溫室內(nèi)小氣候特征模擬分析
        5.1.1 風(fēng)速對溫室內(nèi)氣流分布的影響
        5.1.2 風(fēng)速對溫室內(nèi)溫濕度分布的影響
    5.2 風(fēng)向?qū)厥覂?nèi)小氣候特征模擬分析
        5.2.1 風(fēng)向?qū)厥覂?nèi)氣流分布的影響
        5.2.2 風(fēng)向?qū)厥覂?nèi)溫濕度分布的影響
    5.3 本章小結(jié)
第六章 濟南地區(qū)冬季溫室適宜通風(fēng)時間模擬分析
    6.1 溫室內(nèi)外溫度的初始值
    6.2 溫室外風(fēng)速風(fēng)向的初始值
    6.3 不同主導(dǎo)風(fēng)向?qū)厥覂?nèi)溫度的影響分析
        6.3.1 不同主導(dǎo)風(fēng)向下溫室內(nèi)氣溫對自然通風(fēng)時間的響應(yīng)
        6.3.2 不同主導(dǎo)風(fēng)向下溫室內(nèi)氣溫空間分布對自然通風(fēng)的響應(yīng)
    6.4 主導(dǎo)風(fēng)向條件下不同風(fēng)速對溫室內(nèi)溫度環(huán)境的影響分析
        6.4.1 不同風(fēng)速條件下溫室內(nèi)氣溫對自然通風(fēng)時間的響應(yīng)
        6.4.2 不同風(fēng)速下溫室內(nèi)氣溫空間分布對自然通風(fēng)的響應(yīng)
        6.4.3 不同風(fēng)向下溫室通風(fēng)調(diào)控策略
    6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與討論
    7.1 結(jié)論
        7.1.1 溫室內(nèi)外環(huán)境因素對比
        7.1.2 CFD模型構(gòu)建與驗證
        7.1.3 作物種植對溫室內(nèi)微氣候環(huán)境分布影響
        7.1.4 室外風(fēng)速風(fēng)向?qū)厥覂?nèi)微環(huán)境分布影響
        7.1.5 濟南地區(qū)日光溫室環(huán)境調(diào)控策略
    7.2 討論
    7.3 主要創(chuàng)新點
    7.4 應(yīng)用前景
參考文獻
作者簡介
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[3]日光溫室內(nèi)最佳風(fēng)速指標(biāo)與CFD模擬[D]. 楊振超.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2006

碩士論文
[1]現(xiàn)代化溫室溫度場數(shù)字化模擬研究[D]. 何國敏.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[2]Venlo型溫室熱濕環(huán)境數(shù)值分析研究[D]. 邵磊.浙江工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3203563