连栋玻璃温室天沟结构对栽培区光环境的影响分析

为降低北方地区连栋温室冬季生产能耗、提高温室保温性能，设计了大斜面外保温连栋玻璃温室，即寿光型智能玻璃温室。该温室采用大天沟设计，安装了外保温被及传动机构，因此形成了较宽的遮阴带，影响了栽培区的太阳辐射及温室透光率。为分析天沟尺寸对室内光环境的影响，构建了连栋温室天沟对温室栽培区内不同位置辐射强度影响的动态模型，并基于该模型对室内光环境进行了均匀性与敏感性分析。结果表明：天沟结构对栽培区内日累积辐射平均值的影响程度从大到小依次为天沟间距、天沟宽度、天沟垂直厚度和天沟高度；寿光型智能玻璃温室的天沟设计为相邻两天沟间距12.00m、天沟水平宽度1.60m、垂直厚度0.86m、天沟下沿离地面高度6.30m，可以保证栽培区内最佳的光照均匀性。不同情景下的模型模拟结果表明，为确保栽培区内光照均匀性，在栽培区内辐射强度变异系数最小的情况下，山东省寿光地区温室天沟高度、天沟垂直厚度之和与天沟间距、天沟宽度之和的比值在0.49～0.54之间。本研究可为寿光型智能玻璃温室在不同地区的设计应用提供理论依据。     

内外遮阳对连栋塑料温室内光环境的影响

借助热辐射理论 ,在分析太阳辐射在温室内的传播过程基础上 ,建立了一种连栋塑料温室在无遮阳、内遮阳和外遮阳情况下的光环境模型 ,并结合实际情况分析讨论了边缘效应对室内光环境的影响。结果表明 :在不考虑边缘效应时 ,内、外遮阳条件下温室内的光环境基本上无差异 ;而考虑边缘效应时 ,外遮阳具有相对较好的光照环境 ,在遮阳网透射率低时更为明显。实测结果与模拟值的变化规律基本吻合。     

屋面形状对日光温室光环境的影响模拟

借助中国农业大学研发的日光温室光环境模拟预测软件,模拟研究了不同屋面形状类型对日光温室内光环境的影响。结果表明:双圆、椭圆和直线圆弧组合这3种不同的屋面形状,对日光温室内光环境的影响非常小,椭圆屋面光辐射累计量相对大一些,但也只有0.048%的差别。因此,从光环境角度看,在温室建造时,无需过多考虑屋面形状的影响。     

南方连栋塑料温室夏季机械通风优化设计

我国南方地区夏季长期高温,严重影响了温室作物生长。为了提高降温效果且减少通风能耗,需要优化温室机械通风系统的设计参数和控制方法。以南方地区典型的连栋塑料温室为研究对象,针对温室机械通风,建立了三维全尺度瞬态及稳态计算流体力学仿真模型。通过在温室内、外均匀布置温、湿度和光照传感器,测量机械通风引起的温室内气温变化和分布,用实验验证了仿真模型瞬态和稳态计算的准确性和有效性。通过仿真模型模拟了室外高温条件下的风机数量、温室长度、入口温度及环境温度变化等参数对机械通风降温效果的影响程度,并模拟了不同数量风机启闭控制的降温效果。本文提供的控制策略最高可减少约60%的能源消耗,而植物冠层平均温度仅升高0.21℃。     

冬季加温条件下Venlo型温室室内小气候变化规律分析

以长江中下游地区冬季采取加温措施的Venlo型玻璃温室为研究对象,利用高精度环境温湿度参数自动测量设备,对温室内不同高度气温、相对湿度以及不同深度土壤温度进行连续性监测。通过实测数据分析,对晴天、多云和阴雨多种天气下的室内气温、相对湿度及室内土壤温度在时间和空间分布上的变化规律进行了研究,旨在为连栋玻璃温室的冬季生产管理提供决策依据。     

栽有作物的圆拱型连栋温室强制通风气流场模拟

为了研究连栋塑料温室在强制通风情况下内部风速场,采用流体力学分析软件Fluent软件建立圆拱型连栋塑料温室强制通风模型加以分析。温室内栽种作物以番茄为例,研究了作物高度为0.5、1、1.5、1.8m条件下温室内部的气流分布情况。数值模拟结果表明:作物对强制通风情况下温室内流场有较大影响,作物区域空气流速变化平缓,作物上部风速迅速增加;由于作物明显阻碍气流运动,不同作物高度的温室内气流分布存在较大差别。     

谈现代温室主要结构系统

正随着我国农业产业结构的不断调整,经济作物和果蔬等农产品种植大幅度增长,温室大棚在我国农村迅速发展起来。温室生产相比大地生产最大的优势在于温室能够在不适宜植物生长的季节进行生产,因此温室内的环境条件,如温度、光照、湿度、水分和气体等因素,就需要进行人工调控,而温室环境调控功能的实现,则是建立在多个结构系统基础上进行的。温室结构不仅要满足透光率高、能量消耗低、通风良好的要求,而且要具     

基于作物光照需求的温室光调控系统

针对传统的温室光照环境控制方法粗糙、易造成作物光照不足及能源浪费的问题,考虑作物生长对光照的需求,基于光合速率模型,分析环境温度对作物生长光照需求的影响,推导创建了温室补光模型;同时,应用无线通讯技术设计了一个基于作物光照需求的温室光环境远程控制系统,介绍了系统的软硬件结构;最后,针对秋冬季节温室环境在1天内的实际变化情况,对系统的光照调控方法进行验证。结果表明:该方法能够根据环境的实时变化采取不同的光照控制措施,既满足作物生长的需求,又能更有效地利用能源。     

温室内温度的优化控制

对温室蔬菜(茄子)的光合作用进行测定,建立茄子光合作用模型。基于作物生长量最大的层次对温室环境因子温度进行优化控制。利用数学分析方法求出理论上的最优解,考虑不同季节、不同天气条件、不同光照下如何对温室内温度进行优化控制。     

圆拱型连栋温室自然通风流场CFD模拟

采用Ansys公司的FLUENT软件,建立温室的三维模型,研究了自然通风条件下平行于温室走向和垂直于温室走向两个风向,两种不同风速下温室内部及温室之间风流场的分布特点。模拟结果表明:当风速较小(1.6m/s)时,温室内风向复杂,出现低速涡旋,当风速较高(5.2m/s)时,温室内风向基本按原方向前进,风速逐渐减弱;当温室外风速为1.6m/s时,温室内大部分区域的风速在0.2m/s左右,当温室外风速为5.2m/s时,温室内大部分区域的风速在1.0m/s左右;连栋温室群中各部位温室的通风情况相差较大,前栋温室内风速明显高于后栋。该研究结果可作为温室生产与设计的参考依据。     

互插式连栋温室风压分布模拟分析

以CFD理论为基础,建立了互插式连栋温室周围空气绕流的数学模型,设定了流体的边界条件,运用Fluent软件对互插式连栋温室的风压分布进行模拟分析。模拟结果表明,风力对温室作用主要是向上的升力;风压系数沿温室跨度方向分布的数值模拟结果与风洞试验结果基本吻合;上风向和下风向风压系数沿温室高度方向呈二次曲线分布,相关系数分别为0.975和0.990;最后将模拟得到的风压系数转换成相应的风载体型系数,为结构优化设计提供参考。     

气象因子的变化对参考作物蒸发蒸腾量的影响

根据东江流域1961—2005年的气象资料,利用平均影响量和气象因子缺失数值试验,分析气象因子变化对参考作物蒸发蒸腾量的影响。结果表明,日照时数的平均影响量最大,温度、相对湿度其次,二者相近,风速最小;夏季日照时数的平均影响量比其他因子大得多,冬、春季日照时数的平均影响量依然最大,但与温度、相对湿度的平均影响量差距减小...     

基于电致变色技术调光的日光温室研究

阐述了日光温室夏季降温的必要性,并制作WO3电致变色薄膜玻璃作为日光温室的透明覆盖材料。该材料在780～3 000nm红外光谱区调节太阳光辐射能量(控制范围为1.028%～35.98%),通过该玻璃,WO3电致变色薄膜玻璃可以在夏季降低温室温度,在冬季保持室内温度,为温室内的作物提供适宜的日光环境和温度。     

基于夫琅和费暗线原理的太阳诱导叶绿素荧光

叶绿素荧光技术是探知植物生理状态及其与环境关系的理想方法.太阳诱导叶绿素荧光可以利用夫琅和费暗线原理进行提取.阐述了夫琅和费暗线探测自然光条件下光合作用荧光的基本原理和方法,以及波长760nm叶绿素荧光探测仪的光学系统、仪器硬件组成及其各部分功能、仪器的软件设计.通过与ASD地物光谱仪器的对比试验表明,研制的太阳诱导叶绿素荧光测量的数据与地物光谱仪测量的数据相关系数都大于0.9.基于夫琅和费暗线原理的太阳诱导叶绿素荧光探测仪器提供了一种低成本、实时测量作物冠层太阳诱导叶绿素荧光的方法和仪器.     

不同覆盖材料对日光温室室内光环境的影响

系统研究了6种不同的覆盖材料聚乙烯膜(PE)、乙烯醋酸乙烯复合膜(EVA)、聚氯乙烯膜(PVC)、聚酯膜(PET)、氟素膜(ETFE)及聚碳酸酯板(PC)对日光温室室内光环境的影响,包括平均透光率、直射光与散射光的比例、温室室内各表面的光辐射照度分布和光辐射日变化情况,目的是全面了解覆盖材料对日光温室光分布的影响,旨在从光辐射角度,为日光温室建造和室内作物种植提供科学依据。研究结果表明:最好的覆盖材料为氟素膜(ETFE)和聚酯膜(PET),最差的为聚乙烯膜(PE)。不同覆盖材料的平均透光率以氟素膜(ETFE)和聚酯膜(PET)为最好,均达到67.5%;太阳光经过不同覆盖材料后,照射到温室地面的光辐射照度以氟素膜(ETFE)和聚酯膜(PET)为最大,均为1 3 1.8 W/m2,以聚乙烯膜(PE)为最小,为114.2W/m2,两者相差15.4%;11月22-24日,温室地面的光辐射照度呈逐渐上升的趋势。对于不同的覆盖材料,温室地面的光辐射照度以氟素膜(ETFE)和聚酯膜(PET)为最大,聚乙烯膜(PE)为最小。     

日光温室双动式单轴牵引型卷帘机的研制

针对目前日光温室卷帘机存在的不能精确自动控制、气候条件适应性差、使用不便等问题,研制了日光温室双动式单轴牵引型卷帘机.该机型整体采用了单轴牵引方案,电动和手动两种模式,依据人机工程学原理进行了零部件设计.同时,对整机的自动控制进行了研究,实现了可自动光控、温控及手动卷帘.实际使用证明:采用该装置可以有效地提高管理日光温室大棚工作效率,延长作物采光时间,且该装置成本低、适用面广,具有广阔的市场和发展前景.     

基于三维点云颜色特征的苹果树冠层光照分布计算方法

合理的果树冠层结构有利于获取充足的光照,对提升果实产量及品质具有重要意义。为了揭示果树冠层光照分布规律,以自由纺锤形苹果树为研究对象,以目标图像的颜色变化与光照强弱存在相关性为理论依据,首先利用Trimble TX5型地面三维激光扫描仪以"顶视法"获取叶幕稳定期苹果树冠层三维点云,按照实际苹果树冠层划分方法,提取三维点云空间不同区域的颜色特征,针对自然环境下苹果树冠层颜色特征具有复杂性和模糊性,不能采用精确、定量的符号对其进行描述的不足,构建以颜色特征为输入、相对光照强度为输出的模糊神经网络,以此作为苹果树冠层光照分布预测模型。试验结果表明:提出的基于三维点云颜色特征的光照分布计算方法具有较好的可行性,预测精度为80.57%,能够为科学合理的苹果树修剪和整形提供技术支撑。     

光照对日本栗树结实的影响

光照对日本栗树结实具有重要影响。通过分析树冠的日射量和雌花的受光量对日本栗树结实的影响,找出影响原因及所带来的后果,提出在实际生产中要重视整形修剪工作,应通过整形修剪保持合理的树冠间隔,并采用合理的树形和保留合理的结果母枝量,以改善日本栗树的采光,进而达到优质高产的目的。     

日光温室空气湿度预测模型构建与验证

根据日光温室内水汽质量动态平衡关系,同时全面考虑了作物蒸腾、土壤蒸发、覆盖层内表面凝结和闭膜后的冷风渗透等与湿度变化相关的各种物理过程,建立了温室空气湿度动态预测模型。通过冬季试验验证了模型的预测功能。结果表明:室内空气相对湿度动态预测模型连续日期的预测结果与实测值比较吻合,相关系数为0.897 5,相对误差平均值为9.45%。