[00150536]单栋大棚流场分析软件

本计划来源于武汉市农业科学院育才计划项目“基于CFD的单栋大棚内流场分析与结构优化”,项目编号：YC201402,依托该项目对单栋大棚内温度场和气流场进行模拟分析,从而获得单栋大棚流场分析控制模型。 单栋塑料大棚骨架材料少且成本低,是武汉地区个体农户蔬菜栽培的主要设施类型,然而这类大棚的环境调控措施少,夏季直接将大棚设施拆除或者仅仅使用遮阳网降温。单栋拱形塑料大棚的夏季降温问题始终是困扰武汉地区个体农户设施生产的一个难题,如何在夏季最大限度发挥遮阳网降温的作用是本文的主要出发点,若采取一些高端的温室所使用的措施,如湿帘风机降温系统等。则增加了运行能耗,大大增加了使用成本,农户负担加重,不适合大众型农业生产要求。大棚中的温度场和气流场分布是影响植物生长的重要因素,研究普通单栋塑料大棚,夏季内部流场的分布,使这些不消耗任何能源的生产管理系统的效率达到最大化是本项目研究的目的,同时利用该数学模型指导大棚的长度、跨度、顶高和肩高、拱间距等结构设计,对于提高作物的产量和质量等有重要意义。 本项目采用计算流体动力学（CFD）对单栋大棚内流场进行分析并建模,通过试验手段验证模型的精确度。利用该数学模型从棚内热交换方式上指导大棚结构设置,并对大棚的基础结构参数进行优化,评选出符合作物生长环境的大棚结构和管理办法,对于提高作物的产量和质量等有重要意义。 使用CFD方法针对大棚内部流场的分布和运动进行分析,并建立数值模型;基于本课题建立的模型,提高对单栋棚内环境流场变化的控制,实现不同季节单栋大棚最大利用率;对大棚结构进行优化,使棚内环境更适宜于作物生长。 计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics简称CFD）是20世纪60年代起伴随计算机技术迅速崛起的学科。至今,CFD作为一种模拟仿真工具已成为一个功能强大的设计工具,广泛地应用于研究各种传递过程包括流体流动,传热和传质等。通过CFD计算分析技术的应用,有效地进行了流场分析,可以比较各种方案有效地缩短生产周期,并通过试验研究,模拟结果与数据处理结果进行对比和分析,以修正整个辅助设计的方法。 影响大棚通风的因素众多而且耦合性强,尤其是有棚内作物存在的情况下,该研究对大棚内气流的模拟只是一个初步的研究,简化了模拟条件,模拟过程未考虑作物及壁面摩擦对棚内流场的作用,这些使得模拟结果的静确性受到一定的影响。 论文“顶部通风对单栋大棚内温度的影响研究”获武汉气象学会论文一等奖。