2种屋顶全开窗型温室温度预测模型比较

针对屋顶全开窗型温室,开展基于温室动态模型与多元线性回归模型的温度预测的理论与试验,分析不同模型对温度预测的效果。基于能量平衡方程建立温室动态温度模型,依据测量的温室环境因子数据,对温度进行预测,温度模型实测值与模拟值比较可知,R~2=0.855 3,均方误差(mean squared error,简称MSE)为0.842 8;温室覆盖层温度模型实测值与模拟值比较可知,R~2=0.862 7,MSE=0.852 5。建立相应的线性回归方程,以此对温室空气温度与温室覆盖层温度进行预测,空气温度实测值与模拟值比较可知,R~2=0.682 2,MSE=0.603 9;温室覆盖层温度实测值与模拟值比较可知,R~2=0.678 9,MSE=0.633 7。     

基于CFD的自然通风玻璃温室湿热环境模拟与测试

基于计算流体动力学(CFD)数值方法,以Venlo型2连栋玻璃温室为研究对象,采用离散坐标(DO)辐射模型和组分传输模型对室内空气的传输过程进行3维数值模拟,以提出在温室微环境模拟中采用辐射、对流、热传导耦合计算的新方法,从而得出温室内温度和相对湿度场的分布模式。结果表明:相对湿度模拟值与实测值平均相对误差为5.4%,温度模拟值与实测值平均相对误差为11.2%。温室内相对湿度空间分布与对应的温度分布模式类似,中部作物区温湿度分布均匀一致,其余空间温湿度分布梯度明显。     

日光温室内空气温度日变化模拟的研究

温室内不加温时揭苫至盖苫的温度变化基本可以看成是一个正弦曲线的半个波,因此温室内白天温度Toir(t)可以用正弦曲线来表示.模拟结果显示:晴天不放风情况下,温度模拟值与实测值的变化趋势比较吻合,模拟值与实测值的决定系数达到0.9643,F值为205.70,达到0.01显著水平;晴天放风条件下,温度模拟值与实测值的决定系数为0.963 6,F值为500.81,达到0.01显著水平;阴天不放风时,温度模拟值与实测值的决定系数为0.871 5,F值为105.77,达到0.01显著水平.说明温室内气温变化可以用正弦曲线进行模拟.     

温室番茄光合作用模拟模型的验证

对作物模型的验证是模型走向推广和应用的前提。利用山西农业大学设施实验基地温室的试验数据,对已建立的温室内番茄群体光合作用模拟模型进行了检验,结果表明,模型群体光合速率的实测值(0值时除外)与模拟值的相对误差在0～10.0%之间,具有良好的模拟精度,可以很好地预测环境因子对番茄生长发育的影响。     

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%。     

日光温室土壤温度变化特征和预报模型研究

[目的]研究日光温室内土壤温度变化规律及其预报模型。[方法]利用徐州地区标准日光温室内外气温和温室内多层次土壤温度观测资料,分析了温室内各层土壤温度的年变化和日变化,并对温室内土壤温度的预报模型进行了模拟和检验。[结果]温室内土壤温度年变化和日变化均呈单峰曲线,下层温度变化振幅小于上层。温室内各层土壤温度（最高值、最低值和平均值）与当日温室外同类型气温的相关性最为密切。以当日和前一日温室外日平均气温、日最高气温、日最低气温为预报因子,建立了温室内同类型不同层次土壤温度预报模型。温室内各层日平均温度的模拟效果优于对应层的最高温度的模拟效果,劣于对应层日最低温度的模拟效果;下层土壤日最高温度和日平均温度的模拟效果优于上层;实测土壤温度在15～30℃模拟效果较好,其他温度段模拟值较实测值偏低。[结论]该研究为日光温室内植物的生长发育环境提供理论依据。     

温室番茄群体光合作用模拟模型的研究

为了提高温室生产性能和生产效益,以温室主栽品种之一的番茄为对象,单叶光合作用模型为基础,综合考虑叶面积动态指数、温室冠丛光分布构建了群体光合作用模型,分析了温室内温度、CO2浓度及水分对模型的影响,并据此对模型进行修正.对模型进行验证,结果表明,该模型的群体光合速率实测值(0值时除外)与模拟值的相对误差在0～10.0％之间,模拟精度较高,环境因子对番茄生长发育影响的预测效果良好.     

廊坊冬季日光温室气温分析与预报模型研究

以廊坊地区冬季生产季的日光温室内外的实时气温观测资料为试材,采用BP神经网络方法,研究了日光温室内外温度特征关系,建立了日光温室气温预报模型并对其进行了拟合检验。结果表明：（1）温室内外日平均气温变化规律基本一致,具有很强的相关性,内外逐日气温的峰值与谷值出现的时间大致相符;（2）利用BP神经网络方法建立模型对温室内气温进行模拟,最高气温预报值与实测值均方根误差为3.1℃,符合度指数为0.80,预报绝对误差≤3℃的预报准确率为77%;(3)最低气温预报值与实测值均方根误差为1.2℃,符合度指数为0.93,预报绝对误差≤2℃的预报准确率为90%。说明所建BP神经网络预报模型对廊坊地区日光温室内最高气温和最低气温模拟均有较高的精度,可以用于温室内气温的预测。     

基于CFD的不同走向大跨度保温型温室温度场模拟

大跨度保温型温室是针对日光温室之间南北间距较大,土地利用效率不高而设计的。该温室可将日光温室南北间距缩减为2m以内,同时具有日光温室的良好保温特征,但一直以来缺乏对该大跨度保温型温室的光温性能评价。本研究利用计算流体力学软件(Computational fluid dynamics,CFD)构建三维稳态温室模型,模拟不同走向对温室光温环境的影响,为温室建设提供理论依据。在模型中采用太阳射线追踪法加载太阳辐射,通过离散坐标辐射模型(Discrete ordinates,DO)模拟热辐射的影响。将模拟结果与试验测量结果进行对比,模型模拟值与实测值绝对偏差在0.3~2.1℃范围内,验证了构建的CFD温室模型的准确性。利用已验证的模型模拟结构尺寸完全相同,走向分别为东西与南北的2栋温室内的温度场分布情况,比较分析不同时刻(6个案例)温室内温度场差别。模拟结果表明,在上午10:00和下午14:00,2种走向温室内温度差异不明显在正午12:00,南北走向温室内温度比东西走向温室高2.8℃。在室温分布均匀性方面,利用CFD后处理软件提取6个案例在每一节点处的模拟值,统计6个案例温室温度的相对标准偏差,结果表明,在早、中、晚的3个时间段内,南北走向温室的RSD值均低于东西走向温室。综合模拟与测试结果表明,双拱大跨度保温型温室在北方地区应选用南北走向,温室的光照分布、温度分布都优于东西走向。     

沈阳地区日光温室揭盖苫时间的模拟

对我国北方冬季日光温室而言,适宜的保温覆盖材料揭盖时间对室内作物生长及温室的保温性能影响显著.本试验对沈阳地区冬半年日光温室草苫的揭盖时间进行了模拟,利用日角正弦值的绝对值变化与温室揭苫至日出的时间差变化规律相似这一特点,建立温室草苫揭盖时间的模型,结果表明揭盖苫时间的模拟值与实测值的趋势一致,模型检验揭盖苫时间的模拟值与实测值的决定系数均达到0.9以上.