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玻璃温室种植是我国农业生产中重要的组成部分。但夏季降温一直困扰玻璃温室种植,采用机械通风耗能大,且降温不均匀,自然通风虽然耗能少,降温均匀。但因传统温室通风效果较差,夏季自然通风降温难以实现。国外研究者研制出自然通风性能优越的屋顶全开型温室,该温室实现了使用自然通风对温室进行有效降温。近年我国引进这种温室,但由于国内缺少这种温室在我国气候环境下的流场研究,我国屋顶全开型温室的使用缺乏理论指导,以致其降温性能不能被很好的发挥。本文以上海金山区的屋顶全开型温室为试验对象,利用CFD技术分析了试验温室现行工况下温室内部温度分布和气流流动情况。分别在不改变温室通风结构和对温室通风结构进行重新设计的基础上对温室夏季通风降温的调控及改进分析。通过CFD模拟试验的研究,为屋顶全开型温室在我国气候下的使用和设计提供了理论支持。通过研究,本文得到以下结论:(1)在都使用一层遮阳网,除天窗以外通风条件都相同,室外辐射值也几乎相同的情况下,将屋顶全开型温室和普通文洛型温室的降温效果进行对比。发现,屋顶全开型温室室内温度比室外温度低3.6℃,普通文洛型温室室内温度比室外温度低0.9℃。本文试验表明,屋顶全开窗温室的降温性能比普通文洛型温室高出2.7℃。(2)对屋顶全开型温室进行物理模型简化,建立CFD模型,选取标准k-?湍流模型作为空气湍流运动的数值模拟方法;采用DO辐射模型进行太阳辐射模拟。模拟中采用折算实测辐射值的方法在CFD中模拟遮阳网的影响;采用多孔介质的设置方法模拟干湿帘。将CFD模型中的模拟值与试验实测值对比,发现两者在各个高度上的变化趋势基本一致,两者的最大误差为2.4℃,平均误差为0.1℃,平均相对误差为2.5%,表明建立的CFD模型有效。(3)屋顶全开型温室开窗角度对温室温度影响巨大,在不改变温室通风结构的基础上,利用CFD模型分析了不同天窗开启角度下的温室流场,经模拟试验得,天窗开启至44°、48°、52°时,温室内的平均温度分别为42.8℃,38.7℃,38.4℃。经气流场和温度场分析发现,在三个开窗角度中,52°情形下温室的流场较好,但其室内温度不能满足植物生长的基本要求。利用CFD模拟在天窗开启角度为52°工况下加设外遮阳网后温室的情况,在设置温室接收的总辐射为176.3W/m2,温室内的平均温度变为37.6℃,比现行工况降低了0.8℃。(4)因为遮阳网降温限制了温室的光照度,影响植物生长,不宜长期使用,所以,利用CFD模型分析改变温室通风结构的通风降温情况,设计在温室南北两侧加设侧窗。模拟并对比了改进结构后温室天窗在45°、60°、75°三个开窗角度下温室的流场情况,发现天窗开启角度为60°时,温室内流场最佳。将现行工况下的温室流场和改变结构后优选工况下的进行对比,发现优选工况下温室的平均风速为0.893m/s,是现行工况下的平均风速的2倍,优选工况下温室平均温度为36.9℃,比现行工况下的温室平均温度降低了1.4℃,温室温度被控制在38℃以下,基本满足耐热性植物的种植要求。