温室环境因子时空分布CFD模型构建及预测分析研究

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主要符号说明

第一章 绪论

1.1 研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.2.1 温室自然通风机理研究方面

1.2.2 温室通风率研究方面

1.2.3 温室热环境模型研究方面

1.2.4 基于CFD技术的温室微环境研究方面

1.2.5 CFD数值计算模型验证方法方面

1.2.6 研究现状评述

1.3 研究主要内容和关键技术

1.3.1 研究内容

1.3.2 关键技术

1.4 本章小结

第二章 Venilo型玻璃温室微气候测试

2.1 试验温室概述

2.1.1 温室地理位置

2.1.2 温室物理模型

2.2 试验方案设计

2.2.1 研究对象的确立

2.2.2 试验方案

2.2.3 测试内容及方法

2.3 试验结果及分析

2.3.1 空温室气候参数分布及变化

2.3.2 栽有番茄温室环境因子分布及变化

2.4 本章小结

第三章 温室微环境因子预测CFD模型构建

3.1 温室微环境质热交换分析及数学建模

3.1.1 温室覆盖层和围护结构质热交换

3.1.2 土壤与温室内空气质热交换

3.1.3 作物-环境之间热交换

3.1.4 防虫网

3.2 数值模拟法

3.3 温室内气流流动控制方程

3.4 湍流输运方程

3.4.1 湍流流动简介

3.4.2 湍流求解方法

3.4.3 湍流输运方程

3.4.4 壁面函数法

3.5 Boussinesq假设

3.6 辐射模型

3.6.1 问题的提出

3.6.2 辐射模型的选择

3.7 数值计算方法选择

3.7.1 温室几何建模

3.7.2 数值求解

3.7.3 图形后处理

3.8 本章小结

第四章 空温室微气候CFD数值分析

4.1 Venlo型玻璃温室结构及三维造型

4.1.1 温室结构设计

4.1.2 温室三维几何造型

4.1.3 CFD计算域的确定

4.1.4 计算网格的生成

4.1.5 网格质量控制

4.2 边界条件

4.2.1 进出口边界条件

4.2.2 壁面边界条件

4.2.3 防虫网边界条件

4.3 离散化与求解策略

4.3.1.离散化

4.3.2 微分方程的求解方法

4.3.3 控制算法

4.4 试验验证与结果分析

4.4.1 边界条件中不考虑相对湿度的结果分析

4.4.2 边界条件中考虑相对湿度时CFD模型验证及结果分析

4.4.3 结果比较

4.4.4 计算误差原因分析

4.5 室外风速对室内微环境分布影响的CFD预测

4.5.1 风速对室内气流分布模式的影响

4.5.2 风速对作物区通风换气率的影响

4.5.3 风速对室内温湿度分布模式的影响

4.6 风向对温室内微环境因子影响的CFD预测

4.6.1 风向对温室内气流分布模式的影响

4.6.2 风向对温室内温湿度分布模式的影响

4.6.3 结果

4.7 温室春季通风除湿调控策略的CFD预测

4.8 温室夏季高温通风调控策略的CFD预测

4.8.1 双侧窗与天窗联合通风

4.8.2 外遮阳与湿帘-风机降温效果CFD预测

4.9 本章小结

第五章 温室内气流运动高速摄像试验

5.1 引言

5.2 Venlo型玻璃温室内外气流场高速摄像试验

5.2.1 试验模型设计

5.2.2 高速摄像试验系统设计

5.3 高速摄像结果分析及与CFD计算结果的比较

5.3.1 天窗与双侧窗联合通风的结果

5.3.2 仅天窗通风的结果

5.4 本章小结

第六章 作物-环境系统CFD模型构建及预测分析

6.1 概述

6.2 多孔介质理论

6.3 计算域及离散化

6.4 边界条件

6.4.1.进出口及壁面边界条件

6.4.2 作物边界条件

6.4.3 土壤边界条件

6.4.4 防虫网边界条件

6.5 CFD模型验证与结果分析

6.5.1 单密度栽培时作物蒸腾CFD数值模型验证

6.5.2 单密度栽培时温室内温湿度空间分布模式

6.5.3 单密度栽培时温室内气流速度空间分布模式

6.6 不同叶面积密度(LAD)温室内温湿度及气流速度预测

6.6.1 双密度栽培时温室内温湿度场分布特征

6.6.2 双密度栽培时温室内气流场分布特征

6.6.3 双密度栽培时温室内不同方向温湿度及气流速度变化分析

6.6.4 不同叶面积密度室内温湿度比较

6.7 太阳辐射强度对温室内微气候的影响

6.7.1 阴天温室内温湿度场分布特征

6.7.2 阴天温室内气流场分布特征

6.7.3 不同太阳辐射强度温湿度比较

6.8 栽有作物温室夏季通风调控策略的CFD预测

6.9 本章小结

第七章 研究工作总结与展望

7.1 研究工作总结

7.2 本研究的创新点

7.3 后续研究工作展望

参考文献

附录 温室微气候参数现场试验相关数据

致谢

攻读博士学位期间发表的学术论文与参加的科研工作

相关知识

CFD数值模拟技术在温室环境因子调控中的应用
日光温室作物冠层温湿度时空分布及预测模型
热风加温下Venlo型温室温度场的CFD数值模拟
浅谈影响温室栽培的环境因子及调控措施
基于CFD模型的大跨度温室自然通风热环境模拟
病虫害风险评估与预警模型构建
高速公路桥梁病害预测模型分析研究论文
洛阳牡丹花期预测模型构建与检验
基于气象因子的森林病虫鼠害发生率预测模型研究
设施番茄果实生长与环境因子的关系

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