温室小气候建模方法研究现状与展望

综述了温室小气候模型的发展现状,包括依据能量和物质平衡的物理建模、线性和非线性的系统辨识建模,如递归最小二乘算法、神经网络等.并分别采用物理建模和神经网络系统辨识方法,通过实验对温室小气候进行建模与仿真.同时,指出了这些方法存在的一些局限性,最后就温室小气候杂交建模方法的发展趋势进行了展望.     

降温技术在温室领域的应用

回顾了降温技术在农用温室领域的应用,讨论了每项技术代表性的方法;根据现有温室的系统特征、使用方法以及表现形式等相关信息,着重阐述了几种主要温室降温方法,即通风降温(自然通风和机械通风)、遮阳降温、蒸发降温(湿帘-风机降温、喷雾降温和喷淋降温)及创新型降温技术(机械制冷技术、空气-土壤热交换技术和地下水降温技术);综合所收集的信息,并分析每种降温方法存在的不足和局限性.     

基于热平衡模型的温室地表水源热泵系统供暖设计与试验

为降低长江三角洲温室冬季供暖能耗,提出一种采用温室运行热负荷预测技术进行开放式温室地表水源热泵供暖系统（surface water-source heat hump system,SWSHPS）的供暖设计方法。结合温室的工程运行实际和各种环境因素,建立了温室热平衡预测模型。并采用MATLAB/SIMULINK模块进行了8种温室环境条件下的能量数值模拟,计算了温室不同覆盖材料和保温幕状态的能耗,当室外空气温度为0℃时,纳米掺锑二氧化锡涂膜玻璃温室比普通浮法玻璃温室可减少能耗23%,夜间开启保温幕比收拢可减少能耗22%。最后进行了温室冬季供暖试验,试验结果表明：室内空气温度垂直分布较均匀,能够满足设计要求,1月份系统平均制热性能系数（coefficient of performance,COP）值为2.3。基于热平衡预测模型设计的温室地表水水源热泵供暖系统是可行的。     

基于Ecotect的光伏温室内光环境分析

为研究光伏面板对温室内太阳辐射分布的影响,应用基于Ecotect的三维(three dimensional,简称3D)光伏温室模型对光伏温室内光环境进行模拟分析。将光伏温室内的太阳辐射模拟结果与试验测量值进行对比可知,其平均误差在10%以内,验证了所建立的3D光伏温室模型的准确性和可靠性。分别分析10:00、12:00、14:00、16:00等不同时刻和不同太阳高度角下光伏面板对光伏温室内阴影区域及太阳辐射分布的影响。结果表明,光伏温室能提供适宜作物生长的光照辐射环境。综合分析可知,基于Ecotect的3D温室模型可为光伏温室优化设计提供可靠的理论依据。     

基于STC89C58单片机的温室控制系统设计

由于目前国内外公司生产的温室控制系统价格昂贵,对农民来说一次性投资太大从而不能普及.为此,介绍了一种基于STC89C58RD+单片机为核心的温室控制系统,对温室内温度、湿度及光照度进行了合理的控制.同时,详细阐述了温室控制系统的硬件、软件实现方法.该系统经试验温室中调试使用,系统操作简单,经济实用,控制精度达到农业生产要求.     

植物木质部水分传输数值模拟研究进展

植物木质部构造及其水分传输一直被许多植物生理生态学家所关注.为此,研究了植物长距离运输途径中的水分传输机理进展,以及穿孔板、纹孔、导管螺旋增厚等木质部构造的水分传输数值模拟的一些成果及其发展方向.这些问题和植物木质部空穴化、栓塞化等热点现象息息相关,有利于植物木质部空穴化、栓塞化机理和修复的研究.     

基于温室预测模型的水源热泵控制系统设计

介绍了水源热泵作为一种节能环保技术在温室大棚温度调节中的应用,并根据机理法建立的温室模型,设计了控制系统,通过有效的控制策略和措施把温室温度调节到最适宜植物生长.同时,详细阐述了温室预测模型及控制系统的硬件、软件实现方法.经试验温室中调试使用,系统操作简单、经济实用,控制精度达到农业生产要求.     

机械通风条件下玻璃温室热环境数值模拟

利用CFD方法对机械通风条件下温室内热环境进行建模,在模型中考虑了作物、太阳辐射和热辐射,采用标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法的有限体积法对流场微分方程进行离散,对室内流场和温度变化以及分布进行了数值模拟.通过在Venlo型温室采集关键位置的温度和速度数据,与仿真结果比较发现测试点的温度误差除少数外均控制在3 ℃之内,相对误差控制在10%之内,验证了建立CFD模型的有效性.     

植物木质部导管梯状穿孔板流动阻力特性研究

简述了目前国内外植物木质部穿孔板流体建模研究概况,对穿孔板孔口流动特性进行了数学建模,利用Fluent软件对不同几何结构的穿孔板孔口附近的水分流动进行流场仿真,通过计算和分析仿真结果,研究了穿孔板倾斜角、导管内径、穿孔板孔数、等效孔宽对穿孔板流阻系数的影响规律.结果表明,当其他参数设定时,倾斜角增大,平均流量不变,穿孔板两侧的总压降及流阻系数先减小后增大;导管内径增大,平均流量增大,总压降减小,流阻系数减小;孔数增加,平均流量不变,穿孔板总压降增加,流阻系数也增加;等效孔宽增大,平均流量保持不变,总压降与流阻系数均减小.     

基于蒸腾速率的滴灌控制系统设计

用P-M方程计算秋海棠的蒸腾速率及其变化率,并用实验分析了蒸腾速率的影响因子,验证P-M方程用于秋海棠的有效性.依据植物蒸腾速率及其变化率确定触发灌溉的下限值和灌溉持续时间.为此,设计了适合温室植物的滴灌控制系统,阐述了硬件、软件实现方法.经实验温室调试、使用,系统运行稳定、操作简单,满足植物生长的需求.