基于cfd的下沉式日光温室保温性能分析

《基于cfd的下沉式日光温室保温性能分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第27卷第12期农业工程学报Vol.27No.122011年12月TransactionsoftheCSAEDec.2011275基于CFD的下沉式日光温室保温性能分析11※12蒋国振，胡耀华，刘玉凤，邹志荣（1.西北农林科技大学机械与电子工程学院，杨凌712100；2.西北农林科技大学园艺学院，杨凌712100）摘要：为了深入了解下沉式日光温室的保温性能，该文基于非稳态传热模型，采用计算流体力学（computationalfluiddynamics，CFD）软件模拟盖帘状态下下沉式日光温室的温度场，并采用试验对CFD模拟温室内的温度场进行验证，验证

2、结果表明，CFD对下沉式日光温室盖帘状态下温度场的模拟具有较高的可信度。为了提高下沉式日光温室的保温效率，使用CFD软件对不同盖帘时间的下沉式日光温室的温度场进行模拟，并分析其对热能分布的影响。结果表明，不同盖帘时刻对下沉式日光温室夜间温度的影响差异显著；在午后弱光、室内外温差较大条件下，提前盖帘可以显著提高日光温室内夜间温度。该研究为CFD在下沉式日光温室研究中的应用及下沉式日光温室盖帘管理提供参考。关键词：保温，模型，计算流体力学，日光温室，盖帘时间doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2011.12.052中图分类号：S62

3、5.1文献标志码：A文章编号：1002-6819(2011)-12-0275-07蒋国振，胡耀华，刘玉凤，等．基于CFD的下沉式日光温室保温性能分析[J].农业工程学报，2011，27(12)：275－281.JiangGuozhen,HuYaohua,LiuYufeng,etal.AnalysisoninsulationperformanceofsunkensolargreenhousebasedonCFD[J].TransactionsoftheCSAE,2011,27(12):275－281.(inChinesewithEnglishabstr

4、act)每个节点单元进行求解，从而得到流体中每个单元的能0引言量、速度、质量等参数，从而在时间和空间尺度上剖析日光温室因其结构简单、性能良好，在中国北方地流体运动过程。现阶段CFD技术在建筑及玻璃温室方面区反季节蔬菜的种植中起到了至关重要的作用。从20世的应用较多，日光温室上的应用较少。佟国红、张林华纪80年代开始，日光温室在中国北方地区不推而广，为等尝试了CFD技术在日光温室中的应用，取得了一定成解决农村剩余劳动力、农民增产创收提供了一条可行之[11-15]果。但人们对于CFD软件模拟结果的可靠性仍有疑[1]路。虑。本研究通过CFD软件模拟已建成

5、土质围护下沉式日国外学者对玻璃温室的热能环境及节能方面做了很光温室热环境的分布及变化过程，通过实测值对软件模[2-4][5][6]多研究，国内佟国红、孟力力等分别使用频率响应拟结果予以验证。再使用CFD软件对不同盖帘时间的下法、反应系数法及离散化方法研究了日光温室的传热换沉式日光温室热环境进行模拟，得到最佳盖帘时间，为[7]热过程，形成了日光温室热能传递的研究体系。杨建军、CFD在下沉式日光温室研究中的应用及下沉式日光温室[8-9]马承伟等对日光温室墙体的传热机理作了大量而深入盖帘管理提供参考。的工作，马承伟开发出墙体传热过程的“日光温室墙传1材料与

6、方法热”（riguangwenshiqiangchuanre，“RGWSQCR”）数值模拟软件。但前人的研究大多基于静传热，对日光1.1供试温室温室热量随时间和空间变化并没有很好的阐明。近些年，供试温室坐落在陕西省杨陵区大寨乡西小寨村日光[10]随着传热及流体流动数值模拟研究的发展，形成了计温室园，其位于陕西杨凌农业高新技术产业示范区内算流体力学（computationalfluiddynamics，CFD）学科，（N34°17'，E108°4'）。供试日光温室：坐北朝南，东西并开发出以此为核心的CFD软件。CFD的基本思想是将方向长度为100m，南

7、北方向跨度为10m，高跨比1∶2.5，流体离散化为有限体积单元，再使用有限差分等方法对下挖深度为1.0m，后屋面仰角55°，为西北型下沉式日光温室结构。前屋面使用PE塑料薄膜，夜间用2.5cm厚草苫保温。后墙为机打梯形土墙，高4.0m、顶厚1.5m、收稿日期：2011-07-14修订日期：2011-10-14基金项目：国家科技支撑计划项目“西北旱作区农业主导产业关键技术集成底厚6.0m。种植作物为番茄，定植时间为2010年11月与示范”（2008BAD96B08-3）；西北农林科技大学青年学术骨干项目15日，日常管理由技术员指导进行。环境参数监测时间

8、（Z111020903）。为2010年12月25日至2011年4月15日，监测参数为作者简介：蒋国振（198