日光温室太阳辐射推算模型的构建

根据每日天气预报资料,构建了日光温室外太阳辐射推算模型;根据日光温室透光率,构建了日光温室内太阳辐射推算模型.模型中考虑了天空云量对太阳辐射的遮挡,并利用吉林省吉林市永吉县双河镇日光温室对模型进行了验证.结果表明,模型能预测晴天和多云的日光温室外和室内到达土壤表面的太阳辐射的动态过程,模型推算值与实测值极显著相关,相对误差小于9.5％.     

日光温室光环境模拟系统设计与实现

[目的]日光温室光环境是评价温室结构优劣的重要指标之一,分析和评价不同温室结构的光环境,进行日光温室光环境厝拟系统的设计与开发.[方法]开发Windows平台下的日光温室三维光环境模拟系统.通过用户交互设计的方式设计或重建温室的三维结构,结合温室外部光环境与温室内部结构的光学属性参数,从直射光、散射光和多次反射散射光分布角度对温室光环境进行动态模拟.[结果]通过简单调整结构参数即可设计出不同温室三维结构并用于室内光分布计算,且所模拟的温室光环境与实际光环境基本一致.[结论]系统具有参数意义明确、交互操作便捷等特点,为日光温室光环境分析与温室结构优化等研究提供了实用的软件工具.     

新疆标准化日光温室热环境实测与模拟分析

[目的]研究新疆乌鲁木齐市周边地区日光温室结构优化设计方案,提升设施农业经济效益.[方法]对标准化节能日光温室的温度、湿度、地温、光照等环境因子进行数据采集,与温室热环境模拟预测软件的综合评价体系进行对比分析.[结果](1)模拟室内外气温与实际温度变化趋势基本一致,低温误差小于0.5℃,高温误差较大,原因是输入模拟气象条件时选择了内置模式确定室外气象条件,仅提供了晴天与阴天的日最高与最低气温不够精确.(2)温室采用临时加温装备造成墙体及后屋面实测温度与预测模拟值的平均误差大于4℃.[结论]已建成新疆地区节能日光温室结构设计科学、合理,温室热环境满足越冬生产要求,温室性能模拟对日光温室性能提升,温室结构优化以及新材料的开发有着重要的意义.     

烟台市日光温室后屋面参数优化设计

后屋面结构和性能对于日光温室的性能有非常大的影响。为设计出适宜烟台市日光温室栽培的最优化后屋面结构,通过调研常规生产所采用日光温室及其后屋面结构,借助中国农业大学开发的日光温室光环境模拟软件,以后屋面倾角、水平投影宽度和后屋面构造为自变量,模拟研究不同后屋面参数对日光温室内部温度的影响。模拟推算可知,日光温室跨度9 m的情况下,后屋面最优化参数为倾角38°,水平投影宽度1.3 m,复合构造材料宜采用挤塑板替代聚苯板。     

环境模拟与评价中多变量空间结构模型及应用

为揭示环境模拟与环境评价中多变量空间变异规律 ,研究了多变量空间结构模型构建的基础理论 ,采用随机性与确定性相结合以及多变量相协同的处理方式 ,通过互变异函数计算、互变异函数理论模型最优拟合和检验 ,建立了环境模拟与评价多变量空间结构模型及多变量空间结构信息方向综合变异指标 ,探讨了其在环境模拟与环境评价变量空间变异性分析中的应用 .结果表明 :环境模拟与评价多变量空间结构模型能充分利用多元空间结构信息 ,弥补环境模拟与评价中主要变量环境监测数据的不足 ,揭示研究区环境模拟与评价多变量协同空间变异现象 .用经典环境统计方法及其特征值无法取得环境模拟与环境评价变量的空间结构信息 ,多变量空间结构信息方向综合变异指标 ,充分考虑了环境模拟与环境评价变量在空间不同方向上的变化幅度和变化速度 ,可以用于环境模拟与环境评价变量空间变化异向性评价 .     

日光温室光环境模拟系统的应用研究

日光温室光环境模拟系统实现了将复杂的、工作量巨大的模拟计算方法,转化为方便使用的辅助设计工具.日光温室光环境模拟系统能够生成日光温室建筑设计示意图,可以进行屋面形状参数计算与分析评价,能够进行指定时刻室内光辐射分析,为日光温室的参数优化和合理建造提供科学依据.     

日光温室番茄叶温的模拟及与环境因子的关系

日光温室内温度是温室微气候控制的常用参数,但是植物本身的温度(主要是叶温)影响着植物的生理活动,温室内温度要根据叶温的变化来调控。建立叶温的模拟模型可为日光温室内气温的调控及将能量平衡模型结合到温室环境控制系统中提供理论依据。该研究根据植物叶片能量平衡原理建立了一个以日光温室内环境条件(净辐射、气温、空气相对湿度)为主要驱动变量,以气孔阻力和空气动力学阻力为参数的番茄植株叶温模拟模型,并通过阴天、晴天土壤水分亏缺和土壤水分充足条件下叶温实测数据对模型进行了试验验证。结果表明,阴天、晴天土壤水分亏缺和土壤水分充足条件下番茄植株叶温模拟值与实测值的变化趋势一致。模型很好地模拟了晴天土壤水分充足条件下叶温的变化,其模拟值与实测值的决定系数R2=0.845,模拟方程的斜率k=0.961,截距f=-0.121,估计标准误差RMSE=2.1℃,相对误差RE=9%。     

RBF神经网络在北方日光温室湿度模拟预测中的应用

为探讨北方日光温室空气相对湿度因子的变化规律、预测其变化趋势,进而采取合理的调控措施,从分析比较BP和RBF神经网络的特点出发,选择RBF神经网络作为预测网络,并采用高斯径向基函数作为网络激活函数,提出了一种适用于北方日光温室空气相对湿度环境因子的模拟预测模型。选取沈阳农业大学北山试验基地内日光温室进行多种环境参数采集,采用主成分分析法确定模拟预测模型的输入因子,并分别选取600组和80组实测数据对网络模型进行建立和验证。结果表明:该模型学习过程相对较快,且预测值与实测值的相对误差小于7.35%,模拟值与实际值相对误差0.19%,模型可用于模拟和预测北方日光温室大棚内空气相对湿度的变化趋势,预测结果良好。     

复合墙体不同材料厚度对日光温室温度的影响

[目的]研究不同材料复合墙体对日光温室内温度环境的影响.[方法]采用计算流体力学(CFD)技术对17种复合墙体日光温室的温度环境进行模拟.17种墙体方案中,墙体总厚度不变,砖墙及绝热材料的厚度发生变化.模拟所采用的模型为经过校核的模型,模拟区域为日光温室及其下面1 m深土壤.[结果]在晴天条件下,靠近室内侧砖墙越薄(0.12 m)时,不论该层后面的绝热层厚度及墙体组成如何,夜间室内空气温度高于室内侧较厚砖墙(0.24、0.36、0.48 m)的其他墙体方案;夜间较薄墙体内表面温度及近室内侧墙体温度也高于其他墙体.[结论]对日光温室复合墙体的选择及建造具有指导意义.     

几种常用屋面形状和倾角的日光温室光照环境比较

[目的]屋面形状和倾角是影响日光温室透光特性的重要因素,研究系统分析不同屋面形状和不同屋面倾角下的室内光照状况.[方法]利用日光温室光环境模拟评价与屋面形状辅助设计系统,对目前实际工程中采用较多的双圆组合、直线与圆弧组合日光温室屋面形状以及常用屋面倾角所形成的室内光环境进行模拟和分析.[结果]在设定的模拟室外气象和屋面基本要求条件下,不同屋面形状的日光温室内光环境指标差异不大,总平均透过率最大相差1.4;;但屋面倾角对进光量有显著影响,随着屋面倾角的增大,透光量也随着增加,且增加的部分主要集中在墙面上.[结论]在满足基本条件下的屋面形状对日光温室光照环境特征影响较小,双圆、直线加圆弧是便于制作、且采光性能也满足要求的两种屋面;屋面倾角对日光温室透进室内的太阳辐射量有显著影响,24°～32°,每增加2°,单位温室长度各表面累计光辐射能量之和平均增加4.6;,其中墙面上平均增加10.9;,提高屋面倾角有助于提高室内温度环境.     

日光温室墙体一维导热的MATLAB模拟与热流分析

为探明日光温室墙体层间温度变化及热量传递动态规律,采用有限差分法建立墙体一维非稳态导热模型,利用MATLAB编制相应的模拟程序,计算出日光温室墙体各点的温度和热流。结果表明:该模型能够比较准确模拟日光温室土墙的温度。墙体内侧存在有效蓄热层,它对日光温室室内热环境有积极的作用。墙体有效蓄热层的热流白天指向墙体外侧,夜间指向墙体内侧,因此它的厚度直接根据热流的方向确定。有效蓄热层与天气、墙体总厚度以及墙体热特性参数有关。2012-12—2013-01期间有效蓄热层厚度为0.26~0.45m不等,最大值出现在连续雪天。同时从理论上验证了3.0m厚的温室土墙内部存在热流相对稳定的"热稳定层"。     

单坡面塑料日光温室优化结构模拟设计——日光温室采光优化初探

本研究对单坡面塑料日光温室结构进行了计算机模拟优化设计,并与生产上应用面积大的“琴弦式”日光温室进行采光性能比较。结果证明：优化结构日光温室在“冬至”节日,地面日辐射总量比对照日光温室提高１４．０％,光透过率提高８．６９％,光质成分及光分布也有改善。     

日光温室内各表面太阳辐射照度的模拟计算

建立了温室内各表面太阳辐照度计算模型,并对沈阳地区跨度为12 m的日光温室进行模拟,分析了温室建筑参数改变对温室内各表面太阳辐射照度的影响。结果表明:冬季最冷月(2003 12至2004 02)温室内后坡单位面积太阳辐射照度分别为土壤表面及后墙面的1.45和1.49倍;温室地面太阳辐射照度模拟结果与实际测试结果差值不超过5%。改变温室跨度和高度分别对地面及北墙面太阳辐射照度有较大影响,且呈线性关系;改变温室后坡仰角对温室内各表面太阳辐射照度的影响不显著。     

新疆砌块复合墙体和砖墙日光温室的传热数值模拟分析

【目的】 研究建立新的二维传热模型来模拟和优化日光温室,为日光温室墙体的设计、建设和维护提供科学合理的方法和依据。【方法】 采用ansys软件进行温度场和流场模拟,使用UG软件对日光温室造型,将顶部保温被等结构适当简化,计算域分为内部与外部空气两部分。运用DO辐射模型和湍流模型模拟,采用CFX-Post计算处理,得到温度云图 。【结果】 日光温室墙体为内外扰均为周期性非线性条件的二维非稳态热传导,白天14:00时2种墙体温室内超过12.0℃,各墙面间温差较小,对流传热不明显。夜间03:00时,砌块复合墙体日光温室地面上部有高度2.2 m、温度11.2℃的高温区。与北墙体表面距离相同的情况下,砌块复合墙体日光温室的温度值高于砖墙温度值,距离墙体表面越远,两日光温室温差逐渐降低,但砌块复合墙体日光温室温度始终高于砖墙日光温室。且随着时间的推移,两日光温室温差逐渐增加,到夜间06:00时,砖墙温度低于室内,没有散热;砌块复合墙体温度仍高于室内,继续散热。后屋面、脊高处是热量散失较多的部位。【结论】 砌块复合墙体日光温室的热性能明显好于砖墙日光温室,与实际栽培试验结果相同。     

湿帘风机系统温室夏季内部温度场的动态特性试验及CFD模拟

为了解温室内部温度场的动态变化过程,优化传统的通风控制系统。对机械通风下的连栋薄膜温室的温度场的动态变化进行了试验,并根据试验温室的几何结构和试验数据,使用CFD方法对试验温室进行数值建模,在模型中考虑了太阳辐射和热辐射,应用FLU-ENT软件进行模拟计算。通过在试验温室采集到的关键位置的温度数据,与模拟结果比较发现CFD数值模拟的室内温度变化的趋势与试验测试的结果基本一致。     

基于建筑热工原理的日光温室最佳朝向仿真计算

【目的】研究日光温室建造朝向直接影响日光温室截获太阳辐射的能力。【方法】以新疆乌鲁木齐地区为例,以日光温室前坡屋面截获太阳进光量最大为评价指标,结合太阳辐射随时间、日光温室所在地理位置动态变化规律,运用Energy Plus能耗模拟软件,研究该地区日光温室建造最佳朝向。【结果】乌鲁木齐地区冬季作物种植最不利生长期（11月1日至翌年2月28日）,日光温室最佳朝向为南偏西10°。【结论】提出了日光温室建造最佳朝向仿真计算的方法,并通过实测及模拟的方法进行验证,为我国日光温室科学建造提供理论参考依据。     

哈尔滨市郊八月不同下垫面人体舒适度指数日变化特征

文章以气温、空气相对湿度、太阳辐射三个指标为影响因子来研究哈尔滨市郊八月不同下垫面人体舒适度指数,运用温湿指数模型,获得人体舒适度指数值,分析人体舒适度指数在三种下垫面随各指标的日变化特征及通过SPSS因子分析并确定各指标对人体舒适指数的贡献度.结果表明,人体舒适度指数日平均值:旷地(24.21)>草地(24.09)>...     

山东寿光冬季日光温室内温度变化特征及低温预报(英文)

[目的]为了提高设施农业气象服务水平,减轻气象灾害对日光温室蔬菜生产的影响。[方法]利用2008~2011年冬季日光温室内外气象观测资料,采用相关及逐步回归分析方法,对冬季日光温室内温度变化特征及最低气温预报模型进行分析研究。[结果]晴天和多云天气下日光温室内的气温有明显的日变化,且晴天状况下温度变化幅度要大于多云天气;连阴天时日光温室内气温较低,严重影响植物正常生长发育。日光温室内最低气温与温室外气温及温室内湿度、气温、地温相关性较好。[结论]试验建立了日光温室内最低气温预报模型,利用最新资料对模型进行预报检验,不同天气状况下日光温室内最低气温预报值平均绝对误差小于1℃,平均相对误差低于10%。