寒地水稻育秧大棚环境CFD数值模拟及应用.pdf

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4、nfidentialdegree：PublicHeilongjiangBayiAgriculturalUniversityMasterDissertationCFDNumericalsimulationandapplicationofNarrowsRiceSeedlingGreenhouseEnvironmentPostgraduate：SunMengSupervisor：LiangChunyingAgriculturalElectrificationMajor：andAutomationAgriculturalfacilitiesResearchdirection：inte

5、lligentcontroltheoryandtechnologyCollegeofInformationCollege：TechnologyDaqingChina2016.06摘要北方寒冷地区农产品生长期短，年活动积温较少，育秧是种植水稻必不可缺的一部分。温湿度等因素是影响秧苗壮苗率的重要指标，因此，保证秧苗温湿度场的均匀分布具有实际意义。本文以水稻育秧大棚为研究对象，运用计算流体动力学对育秧大棚内部温湿度场及气流场进行仿真、对比验证及预测。对卷帘结构进行优化，并提出不同外界条件下对育秧大棚的通风调控措施。(1)结合CFD理论知识及育秧大棚实际模型，建立土壤—作物—空气—围

6、护结构的数学模型，分析各环境因素间的质热交换。应用Gambit软件对水稻育秧大棚进行物理建模，选取Realizablek−ε模型作为控制方程，通过壁面函数法处理近壁面低Re流动，利用solarraytracing模拟阳光照射，采取DO模型对棚中热辐射实施有效求解，水稻秧苗部分用多孔介质模型表述，利用组分模型求解大棚内部湿度。(2)依据实地测量数据设定边界条件，分别对无水稻秧苗和有水稻秧苗的水稻育秧大棚内部温湿度场及气流速度场分布情况进行模拟，并对模拟值和实测值进行温湿度检测。(3)对育秧大棚卷帘结构参数进行分析优化。分别对卷帘长度及开度结构参数进行优化，优化后大棚内部温湿度及

7、气流场的分布明显较之前均匀，达到优化目的，为水稻秧苗提供良好的生长环境。(4)为满足秧苗的良好生长环境，本研究依据实际生产要求，通过对育秧大棚内部环境进行数值模拟分析，得出不同外界环境下育秧大棚的最佳通风面积，为水稻秧苗生长提供有效的调控措施，从而提高壮苗率。本文运用计算流体动力学对寒地水稻育秧大棚环境进行数值模拟，并通过试验数据对比研究温湿度，优化卷帘结构参数。研究结果表明：运用CFD方法模拟棚内温湿度场及气流场可行，优化卷帘参数后棚内温湿度及气流分布均匀性改善。通过调整通风面积，为育秧生长提供有效的