山南地区温室农业生产系统温湿传递过程研究

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西藏山南地区因其特殊的气候地理条件,使得传统的农业发展受到诸多限制,温室农业能够有效地打破这种限制,因而近年来山南地区温室农业发展非常迅速。同时,随着精细农业的发展,温室环境的精细控制越来越受到人们的重视。  本文以山南地区使用较为广泛的玻璃温室为研究对象,利用CFD对温室进行建模,对温室内温度以及湿度的空间分布进行了模拟预测。根据文献中的对比实验对温室模型进行了验证,进而分析了山南地区温室在湿帘-风机作用下的温度场、湿度场及流场的分布情形,依据湿帘-风机的降温效果对温室内环境控制以及作物类型的选择提供了一定的参考。主要研究内容如下:  (1)以山南地区2015年夏季7月份实地最热天的环境数据,作为CFD模型的边界条件设置依据。  (2)对温室内流动过程进行分析后,将温室模型进行了合理地简化,之后确立了温室的数学模型。利用Fluent软件,建立了温室的三维模型,对于温室内流体流动采用标准k-ε湍流模型,同时选择了DO辐射模型及Solar calculator来处理温室中的辐射过程,对温室环境进行了模拟分析。  (3)为了对所建立的数值计算模型的准确性进行验证,选取了与山南地区温室结构及配置相近的温室进行对比,对比温室所处的环境为文献[79]中所描述的情形,首先将各项边界条件及参数设置为对比温室的相关参数,将数值计算的结果与从文献中得到的数据进行了比较。比较结果显示模拟值与试验数据之间的整体的变化走势基本相同,说明所建立的CFD模型有效。  (4)采用山南地区的环境参数,对夏季山南地区的温室进行模拟计算,根据模拟结果分析了湿帘-风机温室内的温度及湿度及气流分布形态,针对温室内温度及湿度的区域性分布提出在不同区域种植不同类型的作物,为温室作物的选择提供了一定的指导。  (5)比较了风机速度分别为4m/s,6m/s,8m/s时温室内温度以及湿度的分布,依据模拟结果将不同风机速度下温室内温度以及湿度分布进行了系统的分析。将风机速度对不同冠层高度的温度及湿度均一性分布的影响进行了比较,所得结论为山南地区夏季温室环境的精细控制提供了一定的参考价值。
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