大跨度薄膜温室能够显著提高土地利用率。为了探明该型温室的小气候分布特点，优化温室结构，本文建立了大跨度薄膜温室的全尺寸模型，利用计算流体力学的方法，对温室的内部环境进行模拟。并对模拟情况进行了实验验证，进一步对温室距南墙24米剖面的温度云图分析。结果显示，数值模拟极差为1.69℃，计算机模拟模型有效。温度云图显示，高温出现在地面，平均温度为19.91℃，自地面到棚膜温度逐渐降低，到达棚膜时，平均温度为17.34℃；温室东西方向上温度场分布不对称，受太阳辐射的角度影响，等温线波峰更靠近太阳出现的方向；在温室南北方向上，高温区出现在温室南墙附近，平均温度为20.09℃，低温区集中于温室北墙附近，平均温度为16.51℃，且在相同高度上，南墙平均温度比温室中间位置高1.427℃。
目录
摘要......................................................................................................1
关键词...................................................................................................1
Abstract..................................................................................................1
Key words.........................................................................................1
1. 材料与方法 2
1.1. 试验温室 2
1.2. 测试仪器与测点布置 3
1.3. 采集环境数据 4
1.4. CFD模拟理论基础 5
1.4.1. CFD计算流程 5
1.4.2. CFD控制方程 5
1.4.3. 辐射模型 6
1.5. 基于CFD的大跨度薄膜温室模型构建  *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
6
1.5.1. 物理模型构建 6
1.5.2. 网格划分 7
1.5.3. 边界条件及求解模型的确定 8
1.6. 数据处理 10
2. 结果与分析 10
2.1. 模型验证 10
2.2. 大跨度薄膜温室温度场分布情况 11
3. 结论与讨论 13
致谢 14
参考文献 15
图 1 温室内屋架立面图 3
图 2 大跨度薄膜温室效果图 3
图 3 测定点剖面分布(a)和平面分布(b) 4
图 4 2019年1月17日室外辐照度、温室内外温度及温差 5
图 5 温室3D模型 7
图 6 使用ICEM划分的网格 8
图 7 z=24面温度云图、实验值与模拟值对比 10
图 8 温室北墙（左）、南墙（右）温度云图 10
图 9 温室外表面温度分布及z=24位置棚膜温度分布情况 11
图 10 温室z=12m、z=24m、z=36m剖面温度云图 11
图 11 温室x=5、x=10、x=15剖面温度云图 12
图 12 南墙附近、北墙附近、z=24m温度分布 13
表 1 模型Parts 7
表 2 材料物理参数 9
表 3 边界条件参数设置 9
大跨度薄膜温室冬季保温效果模拟研究
引言
设施农业是我国近年来大力推动的产业。人们通过建立农业设施，调控生物的生长发育小气候，实现作物在不适环境下的正常生产。借助人工创造的小气候环境，生产者不仅可以实现资源节约的高效生产，同时能够预防植物生长过程中出现的各种病虫草害，提供早熟、高产、优质的农产品。农业设施自二次世界大战之后，发展迅速，从简易设施到日光温室、塑料大棚，到信息革命后，融入自动化控制技术、传感测量技术的现代智能温室。全球涌现出一大批适应当地气候的温室结构。而近年来人口老龄化问题，从事农业劳动的人口数量不足，迫使我国的农业生产向机械化转变。传统农业设施为适应新的生产模式，需要一次升级。
计算机模拟技术是一种定量分析的方法。通过建立某一过程或者某一系统的模式，来描述该过程或该系统，然后用一系列有目的、有条件的计算机仿真实验来刻画系统的特征，从而得出数量指标，为决策者提供关于这一过程或系统的定量分析结果，作为决策的理论依据。在设施农业领域，采用计算流体力学（CFD）的方法，对温室环境进行模拟，优化温室结构，为温室的环境调控提供参考。Ahamed和Md Shamim研究中国日光温室每小时需热量的模拟，通过对比实验，验证了CSGHEAT模型对中国日光温室需热量的模拟是有效的[1]。Piscia D和Munoz P等人结合CFD与能量守恒方程对不加温温室进行模拟研究，发现晴天夜间通风能够改善温室环境[2]。郝飞麟、沈明卫等使用商业CFD软件Ansys，分析了单栋塑料温室内的温度场分布情况，最后验证了CFD对温室内温度场进行预测具有一定的可行性[3]。张芳、方慧、何向丽等人对温室的通风进行研究，采用CFD方法，模拟了通风过程中气流场的分布情况[46]。Li Benqing和Mao Hanping对文洛温室的机械通风条件下的气流场进行研究，采用商业CFD软件Fluent进行计算，同样验证了CFD模拟应用于温室模拟方面的可行性[7]。这些研究成果表明：利用计算机流体力学方法，对不同状况下温室室内环境因子进行模拟，可以快速准确地反映出温室的特性，大大减少了数据采集所消耗的时间，大大提高了温室研究的效率，节约了试验成本[813] 。
塑料温室作为我国三大典型温室结构，具有成本低，结构简单，易于安装的特点[14]。传统的塑料温室跨度大多在6米、8米、10米，难以满足未来机械化生产的需求[15]。如何设计建造更大跨度的塑料温室，研究大跨度温室内部的环境因子分布情况，调控大跨度薄膜温室的环境，这些问题是大跨度薄膜温室发展过程中的关键问题。
本文参考前人的在日光温室模拟方面的研究成果，探索大跨度薄膜温室的环境因子模拟方法，分析大跨度薄膜温室冬季保温性能、分析内部环境因子分布情况。为进一步优化温室结构，指导温室的环境调控，以及进一步推广该型温室提供理论依据。
材料与方法
试验温室
试验温室为大跨度薄膜温室，位于江苏省南京市溧水区白马镇大学白马教学试验基地（东经119.187153，北纬31.619945）。西侧约10公里处有山，周围空旷，地势平整，树木稀少，冬季1月份平均风速为1.259m/s。

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