热风加温下Venlo型温室温度场的CFD数值模拟

应用计算流体动力学(CFD,Computational Fuid Dynamics)中的标准湍流方程,对Venlo型PC板温室在燃油热风加温条件下进行了温度场的数值模拟。模拟时,对整个计算域采用ANSYS中的Fluid141单元进行网格划分,生成大约105个网格。数值模拟结果与试验测试点温度分布情况吻合较好,基本反映了燃油热风机出口风速为1.77m/s和风温为60℃时室内温度场的分布情况。     

喷灌条件下小气候变化规律的研究

分析了测点温差和相对湿度曲线的变化规律 ,研究了最大温差和最大相对湿度与喷灌时间、喷灌工作压力、风力、风向以及光照强度的关系 ,最后探讨了最大温差与最大相对湿度的关系。     

大空间Venlo型温室主框架有限元分析

Venlo型温室是一种应用广泛的温室结构形式,其常用的跨度为9.6m,间距则不超过5m。当间距增大时,则天沟方向需设置桁架,以取代原有的立柱来承载屋面重量。本文应用结构分析软件ALGOR,对一个12m跨度、8m间距的大空间Venlo型玻璃温室的主框架进行有限元分析,利用分析结果对整个框架进行雪载、风载的强度校核,为大空间Venlo型玻璃温室主框架中立柱和桁架的设计提供参考值。     

Venlo型温室风荷载特性数值模拟研究

风荷载是对温室结构影响最大、存在最为普遍的可变荷载,不同布置形式的Venlo型温室对风荷载的敏感程度存在差异。为全面掌握其表面风荷载分布规律,基于CFD计算平台,选取Realizable k-ε湍流模型和B类地貌作为研究的共同基础,对跨度分别为1跨、3连跨、5连跨和10连跨的Venlo型温室在0°,30°,60°和90°不同风向角情况下的表面风压分布情况进行数值模拟计算,求得相应的风压系数。结果表明:相同风力条件下,风向、跨度不同,温室表面风压分布也各不同;其中,单跨和斜风布置为最不利的布置形式。模拟计算结果为Venlo型温室设计时风荷载取值提供了参考,并提出最优布置形式。     

冬季温室白菜常见病虫害防治策略要素探索

白菜是我国北方地区常见的蔬菜品种,在冬季温室栽培中,由于气温和土壤的特殊性,会出现一些病虫害,影响到蔬菜的产量和质量。基于此,本文分析了冬季温室白菜病虫害防治策略要素,总结大白菜在不同生长时期所受到的主要病虫害,如霜霉病、软腐病、黑腐病等。从白菜的生长环境出发,分析了对白菜有危害的因素。在此基础上,提出了防治措施,该措施可以提高白菜的产量和品质,有利于温室栽培蔬菜的可持续发展。     

彩色甜椒冬季温室高效栽培技术(下)

四、定植标准1．定植规格。当幼苗长至4-5片真叶时,可选晴天上午定植。     

温室膜下滴灌条件下黄瓜需水规律研究

根据试验区温室黄瓜生育期环境因子实测资料,采用土壤水量平衡原理模拟了黄瓜生育期土壤含水量的变化过程,以模拟计算的土壤含水率与实际测试的土壤含水率的误差平方和最小为目标函数来确定温室膜下滴灌条件下的作物系数和作物需水量。结果表明,黄瓜生长期土壤含水率的模拟值和实测值较为吻合,两者相对误差在10%以内。作物系数在生长前期是逐渐变大,在作物生长旺盛时期作物系数达到最大值,随后逐渐减小,与作物叶面积指数的变化规律一致。温室黄瓜需水量在生长期的前期随时间的变化幅度较小,变化为1.5~3.5mm/d;中期随时间的变化幅度较大,变化为0.2~7.5mm/d;后期随时间的变化幅度又变小,变化为3.5~7.2mm/d。     

北方冬季温室应用ZGM介质采暖炉供暖的试验效果分析

牡丹江市冬季漫长,昼夜温差大,温室蔬菜生产的冬春季供暖一直是制约该市蔬菜反季节规模化生产的一大难题。为此,牡丹江市农机推广站与市益兴节能采暖设备厂合作,引进了哈尔滨市理工大学应用化学研究所研制的ZGM介质燃煤采暖炉专利技术,在2001年的冬季棚室生产中开展了温室ZGM介质燃煤采暖炉(以下简称采暖炉)的应用试验工作。     

温室滴灌条件下西瓜甜瓜根冠发育规律研究

2001年度在大兴庞各庄国家高效节水示范中心日光温室对架立密植小型西瓜和甜瓜在充分滴灌条件下的根冠发育进行研究，得出滴灌条件下不同生育期西瓜甜瓜根冠发育规律。对于架立密植小型西瓜，打顶双蔓整枝方式较不打顶三蔓整枝可植株调节营养生长与生殖生长，可促进果实生长，同时可减少叶面无效蒸腾，改善温室环境。     

可变边界条件下的Venlo温室温度场三维非稳态模拟

以外界温度、太阳辐射、风速风向作为随时间变化的边界条件,基于CFD方法建立了Venlo温室自然通风三维非稳态数学模型。结果显示,模拟值与实测值均方根误差RMSE为0.688℃,最大相对误差为8.9%,平均相对误差为2.8%,所建立CFD模型可以准确地描述室内温度场的时空变化。从整个模拟周期上看,温室内温度和室外温度变化趋势一致,室内温度和室外温度平均温差3.09℃;当室外风速从0.81 m/s跃变至1.2 m/s,风向由西南偏南变为西时,温室西侧迎风口局部气流速度出现了先增大后减小的变化模式,温室东侧上部气流速度明显增加,除温室迎风口附近区域外大部分作物区域气流速度维持在0~0.1 m/s的范围内,温室通风入口处x=1.5 m截面和作物冠层y=1.4 m截面平均温度在180 s内分别下降了1.87℃和0.92℃,室外风速风向对温室自然通风降温效果影响显著。     

自然通风条件下塑料大棚温度和湿度模拟

为了深入研究大棚通风对大棚内温、湿度影响,基于能量与物质平衡原理建立了大棚内部温、湿度预测模型,对大棚内部温、湿度进行预测模拟,并以试验观测数据对模型进行了检验。结果表明,模拟晴天天窗开度50%(处理1)与100%(处理2)时,大棚温度预测值和实测值决定系数分别为0.98、0.99,相对湿度预测值和实测值决定系数为0.9,模型能较好的预测棚内温、湿度;大通风面积对大棚内温、湿度影响大于小通风面积,通风面积对大棚内温度影响比相对湿度影响明显。研究结果可为通风条件下塑料大棚温、湿度环境控制研究及南方塑料大棚生产管理提供参考依据。     

冬季桃树生理生态指标变化规律研究

在分析空气温度、土壤水势以及土壤温度生态因子变化的基础上,研究了桃树茎干日变化规律以及冬季桃树的茎干变化。得出冬季土壤水势随时间逐渐减小,并受土壤温度变化影响。分析了冬季桃树地5、15和30 cm深度的土壤温度变化规律,并对曲线进行拟合,发现冬季土壤温度以二次函数规律变化,并且相关系数都在0.9以上。桃树茎干有明显的日变化规律,日最大收缩量受土壤水分状况影响较大,土壤水势高的处理,桃树茎干日最大收缩量大,相反水势较低的最大日收缩量变化较小。在2006年11月~2007年1月桃树茎干随时间不断收缩,但是收缩幅度与土壤水势有关,土壤水势高的收缩幅度较小,水势低的,收缩幅度较大。     

基于光照的温室加热系统模糊PID控制

为了给冬季作物提供适宜的生长环境,综合考虑自然光和节能因素,提出了一种基于光照的温室加热系统模糊PID控制方法。首先,根据温室的光照强度和天气预报信息,建立温室内温度的设定模型;然后,结合常规PID控制算法简单、鲁棒性好及可靠性的优点,采用模糊控制思想对PID控制参数进行调整,使控制系统可以依据不同的偏差相应地调整;最后,使用Mat Lab中Simulink对控制算法进行了仿真试验。结果表明:该控制方法稳定性高、动态响应好、抗干扰能力强,为提高温室生产的经济效益提供了理论依据。     

ZY-2喷头组合喷灌对农田小气候的影响研究

采用CR1000自动传感器,测试了ZY-2摇臂式喷头组合喷灌条件下,高度1、3、5、7、9 m处干湿球温度,目的是研究喷灌对不同高度处空气温度和相对湿度的影响。结果表明,组合喷灌导致1 m和3 m高度处空气温度降低和相对湿度增大,温差、相对湿度差最大值分别出现在12:00及16:00左右,温差值、相对湿度差最大值分别达到13.8℃、49.7%,最小值出现在05:00左右,分别为0.1℃、5.2%。组合喷灌对温度、相对湿度的影响一般是持续到喷灌结束后20 min。     

空气温湿度对小麦光合作用的影响

对田间环境不同水分处理光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用率和气孔导度的分析表明,增加土壤含水量有助于缓解空气高温低湿对小麦光合作用的胁迫。气温对蒸腾的促进作用随土壤含水量提高而得到加强,湿度降低对蒸腾的促进作用随土壤含水量提高而得到抑制。随着土壤含水量的增加,叶片水分利用率向高温低湿方向移动,低温低湿对气孔导度的抑制效应愈加明显。综合比较这几个指标,使叶片既能保持最高光合速率又能维持较高叶片水分利用率的土壤含水量为0.22 g/g。     

主动式温室地暖系统温控效果仿真与试验

针对严寒天气影响温室内作物生长的问题,提出了一种主动式温室地暖系统,并基于热平衡理论,首先对地暖系统的热量传递过程进行了研究,分别建立了温控系统径向、轴向传热数学分析模型;再利用有限元分析软件进行了二维稳态温度分布状态的数值模拟,研究结果表明,若将距地面20cm处土地温度大于15℃作为地暖系统的有效作业范围（简称Qf）,地暖系统的开启温度应不低于28℃,且系统入风口温度每增加2℃,其轴向有效作业辐射范围可扩大2.4～2.8m;通过与昌平区马池口温室大棚实地试验的数据对比,地暖系统换热过程对浅层与深层土壤温度扰动规律与理论分析结果一致,进一步验证了仿真分析的有效性。     

日光温室作物冠层夏季光照强度与空气温湿度

针对温室内不同时间、位置的环境参数存在变异性,且随天气与季节变化,日光温室冠层光照强度、空气温度和空气相对湿度的分布差异性问题,构建了基于无线传感器网络的环境监测系统。环境感知节点部署在作物冠层位置,集成了光照强度、空气温湿度等传感器。首先,基于实时采集的温室环境数据,采用反距离加权算法进行插值分析,得到环境参数的离散曲面;其次,通过基于质心坐标的K-means聚类算法,得到了温室内连通及非连通区域的代表性特征点;最后,采用半变异函数与变异系数方法对温室环境的空间变异性与时间变异性进行分析。实验结果表明,夏季日光温室在下午表现为高温与高光照,08:00、16:00的光照强度分别为12:00的24.2%、72.9%,08:00的空气温度（27.7℃）较12:00、16:00低约6.0℃,对应的空气湿度（90%）高约30%。晴天最大光照强度分别为阴天、雨天的1.4倍和4.6倍,晴天、阴天最高空气温度高于雨天（29.5℃）约6℃,最小空气相对湿度远低于雨天（84%）。夏季日光温室晴天与阴天表现为高温和低湿,雨天表现为高湿和低光照。各环境参数中,光照强度的空间变异性最强,变程为10.34m。空气温湿度的空间变异性较弱,整体分布均匀。光照强度、空气温度和空气相对湿度的时间变异性均为中等变异程度。环境参数的特征点及时空变化规律有助于日光温室传感器的高效部署,为揭示作物与环境的交互作用提供了基础。     

LTM8901在温室环境多点监测中的应用

运用一种新型的单总线式数字量输出温湿度传感器LMT8901组成网络化多点监测系统,实现了对大温室环境的多点综合监测。实践证明,该技术对温室的温度因子和湿度因子的监控更科学、更综合,克服了传统的单点孤立监测的弊端,使系统更简单,兼容性、扩展性和互换性更强。     

基于模糊控制方法的日光温室冬季温度控制系统

以冬季日光温室为研究对象.综合考虑温度和湿度因子对口光温室环境的影响,应用模糊控制与PID控制相结合的方法实现对北方日光温室冬季温度的控制,并利用MATLAB命令方式和Fuzzy Logic Toolbox实现对该控制系统的仿真.仿真实验结果证明:本系统对于日光温室温度的控制效果比较理想,在外界扰动较大的情况下能够快速达到设定的温度值,抗干扰能力强,反映速度快,有较强的鲁棒性.