收藏本站
收藏 | 论文排版

现代化温室温度场数字化模拟研究

何国敏  
【摘要】:现代化温室因其高产高质的特点已成为我国设施农业发展的重要方向,发展迅速。但由于温室环境控制技术的复杂性,造成我国温室生产在产量及品质与发达国家存在很大差距。随着计算机技术的提高,采用CFD方法研究温室环境分布及环境控制效果评估已成为有效的手段,我国CFD研究仍处于起始阶段,因此积极开展将CFD方法应用于温室内部环境模拟的理论研究意义重大。 本文以张家港WSBRZ自控型玻璃温室为研究对象,利用数值模拟工具CFD对温度场进行了模拟,并结合试验数据的综合分析,探讨温室温度场的分布规律和CFD方法的可行性。本文的主要研究内容及成果如下: (1)针对传统温室环境监测系统成本大、布线复杂等缺点,应用ZigBee技术设计一套无线传感网络温室环境监测系统。系统由无线采集节点网络和监测管理中心组成,无线采集节点网络由网关节点、路由节点和终端节点采用串状网络拓扑结构组建各网络节点通过软件自动唤醒实现温室温湿度环境数据的自动采集,经多跳路由或(?)接发送到网关,管理中心通过串口通讯读取网络节点采集的数据。试验表明,该系统工作能耗低,工作时能耗22.4 mA,休眠时能耗0.9 uA,性能稳定,数据包接收成功率高达95.4%,满足温室温湿度环境监测需求。并应用该系统对现代化温室气候环境参数进行了测量试验。 (2)理论研究了温室环境传热传质机理模型以及温室CFD模拟数学模型,详细分析温室覆盖层、室内空气层及作物层以及地表层的热量平衡,并建立了用于温室CFD模拟中作物多孔介质区作物层温度求解模型,为CFD模拟作物模型建立提供强有力的基础。结果表明,作物层温度模拟值与实测值比较吻合,其决定系数为R2为0.9301。 (3)选取现代化温室室内区域和室外区域作为CFD模拟的计算域,建立温室同等大小的三维模拟,利用计算机流体力学(CFD)软件,采用标准k-ε湍流模型,并对近壁区作了合理处理,选择合适的辐射模型,番茄作物区采用多孔介质模型,选取实际测量数据作为模拟边界条件,对温室内部温度场进行了数值模拟。对模拟结果与试验测试结果进行对比验证,温室内部空气温度的模拟值与实测值的绝对误差为0.2℃~2.2℃,平均误差为0.91℃,平均相对误差为3.1%,最大相对误差为7.7%。温室内部空气相对湿度的模拟值与实测值的绝对误差为0.2%~11.1%,平均误差为4.35%,平均相对误差为6.4%,最大相对误差为16.6%。数值模拟结果与实验测试结果吻合得很好,证明了CFD模型的可行性。 用所建立的模型分析温室内部温度场分布情况,结果表明:温室内部作物区温度较低,相对湿度高,且温度分层明显,作物以上部分温度较高,相对湿度低,但变化平缓,作物冠层平面南北温差大,最大相差5.3℃,西面温度略高于东面温度。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 丁乡;“大棚热”该降温了[J];农家参谋;2004年01期
2 ;几种温室的结构性能特点简介[J];现代农业;2006年10期
3 袁以星;联合攻关 走创新之路──引进现代化温室的主要收获与发展趋势[J];上海农业学报;1998年S1期
4 赵美丽;;加拿大现代化温室蔬菜生产[J];内蒙古农业科技;2007年01期
5 李桂祥;赵苏海;仲秀娟;王玮玮;翟中凯;;现代化温室高档盆花生产有效空间利用探讨[J];现代农业科技;2007年23期
6 吕卫光,赵京音,姚政;现代化温室二氧化碳施肥技术研究[J];上海农业科技;2002年01期
7 严惠信;连翰安;赵祥根;;城郊绿野添秀色 上海郊区自建现代化温室投入使用[J];农业工程技术.温室园艺;1983年01期
8 高士鹏,靳艳欣;勿盲目引进现代化温室[J];农村新技术;2000年04期
9 刘璎瑛,丁为民;现代化温室保温性能的改进现状[J];农机化研究;2005年01期
10 余纪柱,王冬生,朱恩,刘益国;现代化温室主要蔬菜种类及其育种方向[J];上海农业学报;1998年S1期
11 向邦银;;现代化温室甜椒病虫害发生特点与综合防治技术[J];上海蔬菜;2006年02期
12 丁乡;大棚蔬菜发展应慎重[J];湖南农业;1999年10期
13 孙全洪;;新疆现代化温室经营类型[J];塔里木大学学报;2006年01期
14 林萍,方文熙;现代化温室PID自动控制技术[J];福建农机;2005年03期
15 齐振宇;孙晓梅;沈伟桥;杨佳;;温室环境温度控制方式研究进展[J];上海农业科技;2007年06期
16 吕卫光,赵京音,姚政,姚永康,余廷园,诸海涛;现代温室甜椒产品质量规格标准的制订与探讨[J];中国农学通报;2005年09期
17 梁诗魁;为什么现代化温室需要熊蜂授粉?[J];蜜蜂杂志;1999年06期
18 丁乡;温室大棚:如若再建应慎重[J];农家参谋;2002年02期
19 刘敏德;现代化温室荷兰迷你黄瓜栽培技术[J];蔬菜;2004年11期
20 曹修才,杨士辉,许传怀,曲光炯,赵书梅,朱方平 ,刘刚;现代化温室盆栽红掌配套栽培技术研究[J];北方园艺;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吕卫光;赵京音;姚政;田吉林;;现代化温室甜椒产品质量规格标准研究[A];中国地壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会文集(面向农业与环境的土壤科学专题篇)[C];2004年
2 林萍;方文熙;;现代化温室PID自动控制技术[A];福建省科协第五届学术年会“依靠科技进步 促进农业机械化”分会场论文集[C];2005年
3 林萍;方文熙;;现代化温室PID自动控制技术[A];福建省农机学会2005年学术年会论文集[C];2005年
4 冷寒冰;秦俊;胡永红;;四种常见温室植物的光合作用对光和CO_2的响应[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
5 黄丹枫;;上海设施蔬菜产业与发展建议[A];首届长三角园艺论坛论文集[C];2007年
6 齐飞;;论当前大型现代化温室行业面临的问题与任务[A];中国农业工程学会第七次全国会员代表大会及学术年会论文集[C];2004年
7 高寿利;李婷婷;杨仕国;吕英民;;我国西北地区设施园艺区域发展模式研究[A];中国观赏园艺研究进展 2009[C];2009年
8 李萍萍;;加强多学科合作 提高设施园艺工程科技创新水平[A];走中国特色农业机械化道路——中国农业机械学会2008年学术年会论文集(上册)[C];2008年
9 高寿利;李婷婷;吕英民;;山东省设施园艺发展模式研究——山东设施园艺发展调查[A];中国观赏园艺研究进展2008——中国园艺学会观赏园艺专业委员会2008年学术年会论文集[C];2008年
10 雷建军;袁娅苏;;我国农业园区规划和建设现状及应注意的问题[A];中国园艺学会第五届青年学术讨论会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 汪小旵;南方现代化温室小气候模拟及其能耗预测研究[D];南京农业大学;2003年
2 康红梅;切花月季营养特性与诊断技术研究[D];北京林业大学;2004年
3 温祥珍;设施农业生产系统的研究[D];山西农业大学;2002年
4 郭正昊;北方地区日光温室生态动力学研究[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何国敏;现代化温室温度场数字化模拟研究[D];南京农业大学;2011年
2 孙全洪;新疆地区现代温室引进推广研究[D];西北农林科技大学;2005年
3 龙永辉;食用菌生产环境自动控制系统[D];天津大学;2006年
4 尚志杰;重庆市三峡库区设施栽培温室降温系统的研究[D];西南农业大学;2005年
5 余岚岚;基于CAN总线的温室环境现场层监控系统的研究[D];浙江工业大学;2007年
6 刘珊;被动式日光温室热湿环境模拟与实验研究[D];山东建筑大学;2010年
7 张连永;华北连栋塑料温室钢架结构的有限元分析[D];山东农业大学;2008年
8 谭静芳;全玻璃钢温室的优化研究设计[D];山东农业大学;2004年
9 陈雨青;夏季温室小气候的计算机模拟及预测研究[D];南京农业大学;2002年
10 李慧;连栋温室专家控制系统的研究[D];北京林业大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 姚蓉;荷兰现代化温室更注重细节[N];中国花卉报;2010年
2 本报实习记者 张玉祥;现代化温室多乎哉[N];中国花卉报;2003年
3 黄慧   ;现代化温室怎能一建了之[N];中国花卉报;2003年
4 本报记者 钱振权;向现代化温室要效益[N];中国花卉报;2003年
5 ;上海高校联合攻关现代化温室关键技术获突破[N];中国高新技术产业导报;2000年
6 本报实习记者 张玉祥;大型现代温室为何不赚钱[N];中国花卉报;2003年
7 赵星   ;大型现代温室不是面子工程[N];中国花卉报;2003年
8 赵星;高投入怎样创造高产出[N];中国花卉报;2003年
9 本报特约记者 张清福;靠创新赢得市场[N];中国花卉报;2009年
10 钱振权;高科技理念催着森禾跑[N];中国花卉报;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978