基于土壤蒸发与作物蒸腾的春季日光温室内温湿度场数值模拟
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作者
张庆元杜震宇
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单位
太原理工大学土木工程学院
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摘要
针对日光温室内作物对于“四段变温”管理的需求,本文以太原地区日光温室为研究对象,采用CFD方法构建了自然通风日光温室的数值模型,模型中不仅考虑了作物阻力对室内气流的影响,还考虑了作物的蒸腾作用以及土壤蒸发对日光温室内部热湿环境的影响。探究了在春季自然通风及种植作物的条件下室内气流的运动规律,以及室内温湿度在不同时刻的变化规律。结果表明:作物对日光温室室内气流场、温湿度场影响较大;在热压通风条件下,0时至11时以及18时至24时,作物区域的温度处于适宜作物生长的温度范围,11时至18时日光温室内作物区域温度过高,不满足“四段变温管理”要求的温度范围;在0时至21时,作物区域温湿度没有同时达到发生病害的温湿度,不会发生病害,在21时至24时,作物区域温湿度同时达到发生病害的温湿度范围,易产生病虫害。
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关键词
日光温室CFD热湿环境自然通风多孔介质
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文章目录
1 模型建立
1.1 试验温室介绍
1.2 几何模型
1.3 数学模型
1.3.1空气域基本控制方程:
1.3.2组分输运模型
1.3.3作物模型
1.3.4土壤水分蒸发模型
1.3.5辐射模型
1.3.6自然通风计算
2 边界条件及初始条件
2.1进出口边界条件
2.2壁面边界条件:
2.3土壤初始温度:
2.4参数设定
3 结果与讨论
3.1 网格独立性检验
3.2 模型有效性验证
3.3 种植作物对日光温室微环境的影响
3.3.1 无作物日光温室
3.3.2 种植番茄的日光温室
3.4 不同时刻日光温室内温度场
3.5 不同时刻日光温室内湿度场
3.6 日光温室内作物区域温湿度
4 结 语
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引用格式
张庆元,杜震宇.基于土壤蒸发与作物蒸腾的春季日光温室内温湿度场数值模拟[J/OL].太原理工大学学报:1-14[2023-09-27].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1220.N.20230925.1102.006.html