基于CFD模型的雙膜大跨度拱棚熱環(huán)境模擬.pdf

中國農業(yè)大學學報 2024 29 5 115 124 Journal of China Agricultural University http 基于CFD模型的雙膜大跨度拱棚熱環(huán)境模擬 王 偉 1 2 方 慧 1 2 伍 綱 1 2 程瑞鋒 1 2 張 義 1 4 袁 余 3 1 中國農業(yè)科學院 農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所 北京 100081 2 農業(yè)農村部設施農業(yè)節(jié)能與廢棄物處理重點實驗室 北京 100081 3 廣東省農業(yè)科學院 設施農業(yè)研究所 廣州 510640 4 中國農業(yè)科學院 西部農業(yè)研究中心 新疆 昌吉 831100 摘 要 為探明多層覆蓋對大跨度拱棚典型季節(jié)熱性能的影響 采用計算流體力學 CFD 方法構建雙膜大跨度拱 棚模型 探究夏季無風和冬季有風2種較為極端環(huán)境下拱棚內熱環(huán)境的分布規(guī)律 并與單膜大跨度拱棚進行對比 結果表明 拱棚內溫度模擬值與實測值的平均相對誤差為1 53 均方根誤差0 75 構建的CFD模型可準確模 擬雙膜大跨度拱棚內的溫度分布 夏季工況下雙膜大跨度拱棚在緩沖區(qū)域會產生高溫積聚 導致雙膜大跨度拱棚 平均溫度比單膜大跨度拱棚高約1 冬季工況下雙膜大跨度拱棚內外層空間溫差較大 雙膜大跨度拱棚平均溫度 比單膜大跨度拱棚高5 1 10 6 綜上 雙膜大跨度拱棚更適用于壽光地區(qū)的氣候環(huán)境 關鍵詞 雙膜大跨度拱棚 CFD模型 熱環(huán)境模擬 冬季保溫性能 中圖分類號 S625 文章編號 1007 4333 2024 05 0115 10 文獻標志碼 A Thermal environment simulation in a double film large span greenhouse based on CFD model WANG Wei 1 2 FANG Hui 1 2 WU Gang 1 2 CHENG Ruifeng 1 2 ZHANG Yi 1 4 YUAN Yu 3 1 Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture Chinese Academy of Agricultural Sciences Beijing 100081 China 2 Key Laboratory of Energy Conservation and Waste Management of Agricultural Structures of Ministry of Agriculture and Rural Affairs Beijing 100081 China 3 Institute of Facility Agriculture Guangdong Academy of Agricultural Sciences Guangzhou 510640 China 4 Western Agriculture Research Center Chinese Academy of Agricultural Sciences Changji 831100 China Abstract To investigate the influence of multi layer coverage on the typical seasonal thermal performance of large span greenhouse a double film large span greenhouse model was constructed based on computational fluid dynamics CFD model The distribution law of the internal heat environment in the greenhouse under two extreme environments of no wind in summer and wind in winter was investigated and were then compared and analyzed with the thermal environment distribution of a single film greenhouse The results show that The constructed CFD model accurately represents the temperature distribution inside the double film large span greenhouse with an average relative error of 1 53 and a root mean square 王偉 方慧 伍綱 程瑞鋒 張義 袁余 基于CFD模型的雙膜大跨度拱棚熱環(huán)境模擬 J 中國農業(yè)大學學報 2024 29 05 115 124 WANG Wei FANG Hui WU Gang CHENG Ruifeng ZHANG Yi YUAN Yu Thermal environment simulation in a double film large span greenhouse based on CFD model J Journal of China Agricultural University 2024 29 05 115 124 DOI 10 11841 j issn 1007 4333 2024 05 11 收稿日期 2023 09 21 基金項目 北京市科技計劃 Z211100004621002 內蒙古自治區(qū)科技計劃 2022YFDZ0086 中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費 Y2023PT22 中國農業(yè)科學院科 技創(chuàng)新工程 CAAS IEDA TO7 寧夏回族自治區(qū)重點研發(fā)計劃 2023BCF01047 天池英才 引進計劃 第一作者 王偉 ORCID 0000 0001 6049 9649 碩士研究生 E mail wangwei 0537 163 com 通訊作者 方慧 ORCID 0000 0002 0795 5358 副研究員 主要從事設施環(huán)境模擬研究 E mail fanghui caas cn 中 國 農 業(yè) 大 學 學 報 2024 年 第 29 卷 error of 0 75 During summer conditions the double film large span greenhouse shows higher temperature accumulation in the buffer area leading to an average temperature of about 1 C higher than that of the single film greenhouse Moreover during winter conditions the double film large span greenhouse achieves a larger winter difference inside and outside with an average temperature 5 1 C to 10 6 C higher than that of the single film greenhouse To sum up the double film large span greenhouse is more suitable for the climatic environment of the Shouguang area Keywords double film large span greenhouse CFD model thermal environment simulation winter insulation performance 塑料大棚是我國主要的園藝設施 具有適應地 域廣 造價低等優(yōu)點 1 傳統(tǒng)的單層塑料大棚單體 面積較小 不利于機械化操作 促使塑料大棚逐漸 向大跨度方向發(fā)展 2 但塑料大棚的大型化使得圍 護結構面積增大 散失熱量增加 3 已有研究 4 6 表 明 增加多層覆蓋對溫室的保溫性能具有累加效 應 能有效減少溫室熱量散失 因此 研究多層覆 蓋對大跨度拱棚典型季節(jié)熱性能的影響 對該類型 溫室的應用性能評價具有重要參考意義 目前關于溫室熱性能的研究主要以試驗測試為 主 測試方法是在溫室內均勻布置傳感器 利用采集 的數據分析溫室內熱環(huán)境 1 楊定偉等 7 采集并對比 了不同墻體材料的裝配式日光溫室的熱環(huán)境 發(fā)現(xiàn) 裝配式土模塊日光溫室的保溫 蓄熱性能最優(yōu) 2 郄麗娟等 8 通過布點測量發(fā)現(xiàn) 與黏土磚墻日光溫 室比 裝配式異質復合墻體日光溫室保溫性優(yōu) 白 天升溫更快 3 陳帆等 9 對外保溫連棟溫室進行環(huán) 境數據監(jiān)測分析 發(fā)現(xiàn)外保溫連棟溫室白天溫升略 低于文洛型連棟溫室 夜間室內氣溫更高 分布更 均勻 隨著CFD技術的發(fā)展 已有研究將該技術應 用于溫室熱環(huán)境模擬 1 于威等 10 利用CFD方法對 比了兩連跨和單跨日光溫室熱環(huán)境 發(fā)現(xiàn)兩連跨日 光溫室氣溫波動更小 熱環(huán)境調節(jié)能力具有明顯的 提升 2 方慧等 11 構建了不同走向的大跨度保溫型 溫室CFD模型 研究發(fā)現(xiàn)在北方地區(qū)該溫室南北走 向溫度分布優(yōu)于東西走向 3 Saberian等 12 利用 CFD模擬了連廊式中空PC板溫室的熱環(huán)境 發(fā)現(xiàn) 該溫室夏季存在過熱問題 對主動通風系統(tǒng)依賴性 較強 上述研究對不同結構溫室的熱環(huán)境進行了 分析與評價 為新結構溫室的應用提供了理論依 據 但目前還缺乏雙膜大跨度拱棚的典型季節(jié)熱環(huán) 境相關研究 本研究擬構建雙膜大跨度拱棚CFD模型 模擬 該拱棚熱環(huán)境分布特點 并通過與單膜拱棚熱環(huán)境 的對比 評價夏季降溫 冬季保溫性能以及溫度分 布均勻性情況 以期為該拱棚在山東壽光地區(qū)的應 用提供理論依據 1 材料與方法 1 1 雙膜大跨度拱棚結構參數 雙膜大跨度拱棚 簡稱雙膜拱棚 位于山東省 壽光市現(xiàn)代農業(yè)高新產業(yè)園 36 90 N 118 85 E 該拱棚為南北走向 長度為280 m 外棚跨度 20 m 脊高6 m 加上頂部通風口總高7 m 內棚跨度 18 m 脊高5 m 內棚膜與外棚膜間距為1 m 由于 拱棚面積較大 在仿真計算時為減少計算量 選取 拱棚中間45 m長度區(qū)域作為計算流域 對照單膜 拱棚結構參數與雙膜拱棚的外棚參數相同 1 2 數值模擬設置 1 2 1 模型構建及網格劃分 運用Workbench軟件Space Claim模塊構建雙 膜拱棚幾何模型 以拱棚的東南角為模型原點O 0 0 0 正西方向為x軸正向 正北方向為z軸正向 垂 直向上為y軸正向 同時選取拱棚模型5倍大小的空 間區(qū)域作為計算外流域 250 m 100 m 35 m 11 利用Workbench Mesh模塊進行網格劃分 對拱棚 區(qū)域進行網格加密 網格總單元數為132萬 按照 EquiAngle Skewness標準對網格質量進行控制 符 合計算要求 可以進行后續(xù)模擬 1 2 2 邊界條件設置 設置外流域的東面和南面為速度入口 velocity inlet 西 面 和 北 面 為 壓 力 出 口 pressure outlet 頂 面 設 置 為 對 稱 面 symmetry 地面和溫室棚膜設置為壁面 wall 邊 界 條 件 其 中 地 面 為 對 流 換 熱 壁 面 convection 棚膜為耦合傳熱壁面 coupled 溫 室通風口設置為內部面 interior 材料屬性設置 見表1 13 14 116 第 5 期 王偉等 基于CFD模型的雙膜大跨度拱棚熱環(huán)境模擬 1 2 3 模型求解 求解器選擇ANASYS FLUENT 2021R2 進行 三維穩(wěn)態(tài)求解 離散格式為二階迎風格式 湍流模 型選用標準k epsilon模型 開啟能量模型 為了加 載太陽輻射對拱棚熱環(huán)境的影響 選用DO輻射模 型和Solar Ray Tracing模型 考慮空氣熱浮升力的 影響 采用Boussinesq模型 15 設置操作溫度為外界 環(huán)境溫度 使用SIMPLE算法進行求解 求解時能 量殘差收斂標準設為10 6 其他變量殘差收斂標準 設為10 4 已有研究 16 表明 此收斂標準下的仿真結 果具有可靠的準確度 CFD模型求解時遵循基本控制方程 即連續(xù)性 方程 動量方程和能量方程 17 連續(xù)性方程 t div u i 0 動量方程 u t div uv div gradu p x S u t div v div grad p y S t div v div grad p z S 能量方程 T t div vT div k C p gradT S T C p 式中 為空氣密度 kg m 3 t為時間 s v為速度矢 量 m s u 分別速度在x y z方向上的分量 m s 為空氣湍流粘度 kg m s C p 為空氣比熱容 J kg K T為空氣溫度 k為空氣的導熱率 W m K S T 為能量源項 W 1 3 環(huán)境數據測量 試驗中選取拱棚z 22 5 m截面 在y 4 9 m 高度布置1個測點T 1 在y 0 4 1 9 3 4 m高度各 布置3個測點 共9個測點T 2 T 3 T 10 具體布置 見圖1 室內環(huán)境數據采用美國Onset公司生產的 HOBO U14 001型溫度記錄儀測量 空氣溫度測量 范圍為 20 70 精度 0 35 室外氣象數據 采用美國Onset公司生產的HOBO U30小型自動 氣象站測量 空氣溫度測量范圍為 40 75 測 量精度 0 35 風速測量范圍為0 45 m s 測量精 度 1 1 m s 太陽輻射測量范圍為0 1 280 W m 2 測量精度10 W m 2 1 4 拱棚熱環(huán)境評價參數 1 4 1 夏季評價參數 由于夏季工況通風口全開啟 利用自然通風進 行降溫 因此選用降溫需求和溫度均勻性作為拱棚 內熱環(huán)境的評價參數 降溫需求計算公式 18 如下 Y c 100 T i T 0 A 1 式中 Y c 為降溫需求 m 2 T i 為作物冠層平均溫 度 T 0 為室外溫度 A為通風面積 m 2 溫度均勻性采用溫度不均勻度 19 評估 T 1 T 2 T 10 為氣溫測點 T 1 T 2 T 10 are the measurement points of air temperature 圖1 雙膜拱棚z 22 5 m截面氣溫測點布置 Fig 1 Layout of air temperature measurement points of z 22 5 m section in double film greenhouse 表1 拱棚內材料的熱物性參數 Table 1 Thermal physical parameters of greenhouse materials 材料 Material 空氣 Air 土壤 Soil 薄膜 Plastic film 比熱容 J kg K Specific heat capacity 1 006 43 2 200 1 465 導熱系數 W m K Coefficient of thermal conductivity 0 024 2 2 0 34 吸收系數 Absorption coefficient 0 2 0 5 0 2 散射系數 Scattering coefficient 0 1 0 發(fā)射率 Emissivity 0 9 0 85 117 中 國 農 業(yè) 大 學 學 報 2024 年 第 29 卷 1 t 1 n 1 1 1 n 1 ti t 2 2 式中 為溫度不均勻度 t 為各測點溫度算術平均 值 t i 為各測點溫度 i 1 2 n 1 n 1 為測點 個數 為客觀 準確的評價溫度均勻性 本研究在拱 棚y 1 m截面上均勻選擇1 000個取樣點 用于溫 度不均勻度計算 1 4 2 冬季評價參數 仿真計算中 單 雙膜拱棚熱源相同 都來自于相 同強度的太陽輻射 因此造成兩者溫度環(huán)境差異較大 的原因應該同熱量流失途徑有關 為進一步探究雙膜 拱棚與單膜拱棚的保溫性能差異 選用單 雙膜拱棚種 植區(qū)域在棚膜處的失熱量 以及溫度不均勻度作為拱 棚熱環(huán)境評價參數 單膜拱棚圍護結構處熱通量計算公式 20 為 A K T in T out 3 式中 為拱棚內空氣與圍護結構交換的熱量 W A 為圍護結構的面積 m 2 K為圍護結構的傳熱系數 W m 2 K T in 為拱棚內氣溫 T out 為室外氣溫 雙膜拱棚圍護結構處熱通量分為2部分 一部分 是內層拱棚種植區(qū)域 簡稱種植區(qū)域 在內層棚膜處的 熱交換 另一部分是兩層棚膜之間的區(qū)域 緩沖區(qū)域 在外層棚膜處的熱交換 計算公式為 in A in K T in T mid 4 out A out K T mid T out 5 式中 in 為種植區(qū)域空氣與緩沖區(qū)域空氣在內層棚膜 處交換的熱量 W A in 為內層棚膜的面積 m 2 T mid 為緩 沖區(qū)域的氣溫 out 為緩沖區(qū)域空氣與外界空氣在 外層棚膜處交換的熱量 W A out 為外層棚膜的面 積 m 2 2 結果與分析 2 1 初始條件選擇及CFD模型驗證 本研究利用Meteonorm氣象站 21 中壽光地區(qū) 2000 2019年的環(huán)境數據整理得到圖2 該地區(qū)一 年中氣溫最高月份為6 8月 這3個月平均風速較 低 其中8月份平均風速最低 僅為2 0 m s 實際 生產中 雙膜拱棚夏季降溫措施為自然通風 受外 界風速影響較大 在外界風速較低時 會影響雙膜 拱棚的通風降溫效果 造成室內高溫 因此夏季工 況選擇無風情況對雙膜拱棚進行模擬 冬季則更 關注雙膜拱棚的保溫性能 12月 次年2月該地區(qū) 溫度最低 其中冬至日為一年中太陽高度角最低 日照時長最短的一天 冬季工況選擇冬至日對雙膜 拱棚進行模擬 拱棚外氣象數據由HOBO U30小型自動氣象 站測量采集 結果見表2 8月4日8 00時刻外界風 速為0 m s 為檢驗模型能否準確計算空氣熱浮升 力驅動下的拱棚內熱環(huán)境分布 選擇此時刻的環(huán)境 數據進行仿真計算和模型驗證 由于冬至日8 00 和16 00外界太陽輻射值較低 只有不到30 W m 2 0 1 2 3 4 2 4 2 6 3 0 3 3 2 9 2 8 2 4 2 0 2 0 2 1 2 3 2 4 1 8 1 2 7 5 14 0 20 2 24 4 26 8 25 8 21 4 15 2 7 1 0 3 均風速 Average wind speed 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5 0 5 10 15 20 氣溫 Air temperature 風速 m s Wind speed 25 30 月份 Month 均氣溫 Average air temperature 圖2 壽光地區(qū)月平均氣溫和風速 Fig 2 Monthly average air temperature and wind speed in Shouguang region 118 第 5 期 王偉等 基于CFD模型的雙膜大跨度拱棚熱環(huán)境模擬 選取冬至日9 00 12 00和15 00進行仿真計算 各測點溫度模擬值與測量值對比結果見圖3 絕對誤差為0 35 1 84 均方根誤差0 75 最 大相對誤差5 03 平均相對誤差1 53 總體 看 CFD溫度模擬值與實測值吻合度良好 模型可 準確模擬雙膜拱棚內溫度分布情況 2 2 夏季單 雙膜覆蓋對拱棚溫度場的影響 為探究夏季雙膜拱棚熱環(huán)境分布規(guī)律 選取z 22 5 m x 10 m和y 1 m截面進行分析 結果見圖 4 3個時刻溫度分布均為東高西低 緩沖區(qū)域出現(xiàn)了 明顯的高溫積聚現(xiàn)象 高溫面積隨時間變化呈現(xiàn)先增 加后減少的趨勢 12 00高溫面積少量擴散到種植區(qū) 域 在雙膜拱棚高度方向上 溫度分布呈現(xiàn)低高低的 規(guī)律 按照熱空氣上升原理 溫度最高區(qū)域應該出現(xiàn)在 雙膜拱棚的頂部 但是由于此區(qū)域離頂部東西側通風 口較近 空氣與外界較冷空氣進行替換 導致此區(qū)域溫 度不是最高溫度 在y 1 m高度平面上 相比于南北 兩側 中間位置的低溫區(qū)域面積更小 說明越靠近中間 位置 拱棚內溫度越高 由單 雙膜拱棚夏季溫度云圖 圖4和圖5 對比 可知 3個時刻雙膜拱棚高溫區(qū)域面積均大于單膜 拱棚 利用CFD軟件計算空間平均溫度 發(fā)現(xiàn)3個 時刻雙膜拱棚平均溫度比單膜拱棚分別高0 6 0 7 和0 6 說明雙膜拱棚在自然通風情況下 散熱能 力弱于單膜拱棚 更容易造成熱量積聚 夏季熱環(huán)境評價結果見圖6 雙膜拱棚3個時 刻的降溫需求均高于單膜拱棚 降溫需求分別高 0 04 0 07 0 04 m 2 這是由于雙層棚膜覆蓋增 加了空氣流通阻力 阻礙了冷熱空氣交換 導致在 夏季產生更多的降溫需求 單 雙膜拱棚溫度不均 勻度在12 00時刻最大 溫度不均勻度分別為 1 1 10 2 和1 4 10 2 表明此時刻的拱棚內溫度分 布最不均勻 并且3個時刻雙膜拱棚溫度不均勻度 均大于單膜拱棚 表2 拱棚外氣象數據 Table 2 Meteorological data outside the greenhouse 日期 Date 8月4日 12月22日 時刻 Time 8 00 12 00 16 00 9 00 12 00 15 00 溫度 Temperature 32 3 35 5 37 2 4 2 2 3 2 6 風速 m s Wind speed 0 1 1 1 0 2 0 2 9 3 3 風向 Direction 270 225 157 157 157 太陽輻射 W m 2 Solar radiation 333 8 546 7 158 0 212 9 433 2 216 6 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 T 7 T 8 T 9 T 10 0 5 10 15 20 25 30 35 40 測量點 M easured point 實測值 Measured 模擬值 Simulated Air temperature 圖3 雙膜拱棚內氣溫實測值與模擬值 Fig 3 Measured and simulated air temperature in double film greenhouse 119 中 國 農 業(yè) 大 學 學 報 2024 年 第 29 卷 圖4 夏季雙膜拱棚不同截面及不同時刻溫度分布云圖 Fig 4 Cloud chart of temperature distribution of double film greenhouse with different sections and different times in summer 圖5 夏季單膜拱棚不同截面及不同時刻溫度分布云圖 Fig 5 Cloud chart of temperature distribution of single film greenhouse with different sections and different times in summer 120 第 5 期 王偉等 基于CFD模型的雙膜大跨度拱棚熱環(huán)境模擬 2 3 冬季單 雙膜覆蓋對拱棚溫度場的影響 冬季溫度云圖截面選取與夏季相同 從冬季 雙膜拱棚溫度云圖 圖7 可以看到 12 00時刻拱 棚內溫度最高達到約30 而9 00和15 00拱棚 內溫度最高只有不到20 一天中不同時刻溫差 較大 緩沖區(qū)域溫度低于種植區(qū)域溫度 兩者 之間以內層棚膜為界 3個時刻均在邊界兩側具 有明顯的溫度梯度 在水平方向上 拱棚內溫度 沿四周向中間逐漸升高 溫度最高區(qū)域出現(xiàn)在拱 棚中間位置 溫度最低區(qū)域出現(xiàn)在拱棚南北兩側 由單 雙膜拱棚冬季溫度云圖 圖7和圖8 對比 可知 單膜拱棚溫度環(huán)境與雙膜拱棚的緩沖區(qū)域相 似 但明顯低于雙膜拱棚的種植區(qū)域溫度 3個時刻 雙膜拱棚種植區(qū)域平均溫度比單膜拱棚分別高 6 5 12 2和6 9 冬季雙膜拱棚的溫度環(huán)境明顯 優(yōu)于單膜拱棚 冬季熱環(huán)境評價結果見圖9 雙膜拱棚種植區(qū) 域失熱量大約只有單膜拱棚失熱量的1 3 說明采 用雙層棚膜覆蓋 在冬季可以減少拱棚種植區(qū)域的 熱量流失 達到提高拱棚保溫性能的效果 溫度均 勻度方面 與夏季相反 單 雙膜拱棚溫度不均勻度 在12 00最低 分別為6 3 10 2 和2 7 10 2 這說 明過熱和過冷的外界環(huán)境都會導致拱棚溫度分布 不均勻 3個時刻雙膜拱棚溫度不均勻度均小于單 08 00 12 00 16 00 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 時刻 Time Y c m 2 雙膜拱棚 Double film greenhouse 單膜拱棚 Single film greenhouse 雙膜拱棚 Y c Double film greenhouse Y c 單膜拱棚 Y c Single film greenhouse Y c 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 10 2 圖6 夏季單 雙膜拱棚降溫需求 Y c 及溫度不均勻度 Fig 6 Cooling demand Y c and temperature unevenness of single film greenhouse and double film greenhouse in summer 圖7 冬季雙膜拱棚不同截面及不同時刻溫度分布云圖 Fig 7 Cloud chart of temperature distribution of double film greenhouse with different sections and different times in winter 121 中 國 農 業(yè) 大 學 學 報 2024 年 第 29 卷 膜拱棚 這是因為雙膜拱棚在棚膜處失熱量更少 棚內熱環(huán)境變化更為緩慢 以上結果表明在冬季 采用雙膜棚膜覆蓋 不僅提高了拱棚的保溫性能 還使冠層溫度分布更均勻 3 討論與結論 雙膜大跨度拱棚采用雙層棚膜覆蓋 主要目的 是增強溫室的保溫性能 22 宋明軍等 23 通過對單層 膜和雙層膜組裝式日光溫室環(huán)境進行監(jiān)測 發(fā)現(xiàn)雙 層膜日光溫室保溫性能較單層膜日光溫室明顯提 高 冬季較單層膜日光溫室最低溫度提高4 2 降 溫速度較單層膜日光溫室低0 39 h 這與本研究 對雙膜拱棚和單膜拱棚的研究結果相符 本研究以雙膜拱棚為研究對象 利用CFD軟件 對雙膜拱棚冬夏季熱環(huán)境特點進行仿真計算 并對 比單膜拱棚熱環(huán)境 對雙膜拱棚的性能進行評價 得出以下結論 1 雙膜拱棚內溫度實測值與模擬值均方根誤 差為0 75 平均相對誤差為1 53 證明該模型 可準確計算雙膜拱棚內溫度分布情況 2 夏季工況下雙膜拱棚平均溫度比單膜拱棚 高0 6 0 7 雙層棚膜結構在夏季造成了熱量的 積聚 增加了拱棚的降溫需求 但雙膜拱棚熱量積 聚主要發(fā)生在緩沖區(qū)域 對種植區(qū)域溫度環(huán)境影響 圖8 冬季單膜拱棚不同截面及不同時刻溫度分布云圖 Fig 8 Cloud chart of temperature distribution of single film greenhouse with different sections and different times in winter 09 00 12 00 15 00 0 10 20 30 40 50 60 70 80 雙膜拱棚 Double film greenhouse 單膜拱棚 Single film greenhouse 時刻 Time k W 雙膜拱棚 Double film greenhouse 單膜拱棚 Single film greenhouse 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 2 圖9 冬季單 雙膜拱棚種植區(qū)域失熱量 及溫度不均 勻度 Fig 9 Heat loss in planting area and temperature unevenness between single film greenhouse and double film greenhouse in winter 122 第 5 期 王偉等 基于CFD模型的雙膜大跨度拱棚熱環(huán)境模擬 較小 3 冬季工況下雙膜拱棚種植區(qū)域平均溫度比 單膜拱棚高6 5 12 2 采用雙層棚膜覆蓋減少 了棚內熱量的流失 雙膜拱棚保溫性能更好 室內 溫度更均勻 綜合考慮 雙膜拱棚在實際生產中更 適用于山東壽光的氣候環(huán)境 參考文獻 References 1 周長吉 周博士考察拾零 七十五 大跨度保溫塑料大棚的實踐與創(chuàng)新 上 J 農業(yè)工程技術 2017 37 34 20 27 Zhou C J Notes on Dr Zhou s investigation 75 Practice and innovation of large span insulated plastic greenhouses Part J Agricultural Engineering Technology 2017 37 34 20 27 in Chinese 2 狄政敏 聶承華 宮彬彬 郄東翔 張建峰 靳昌霖 裝配式鋼結構塑料大 棚優(yōu)化技術規(guī)范 J 河北農業(yè) 2023 9 54 56 Di Z M Nie Z H Gong B B Xi D X Zhang J F Jin C L Technical specification for optimization of prefabricated steel structure plastic greenhouses J Hebei Agricultural 2023 9 17 26 in Chinese 3 武瑩 李建明 典型季節(jié)大跨度非對稱塑料大棚內溫光性能分析 J 中國 農業(yè)大學學報 2019 24 10 125 135 Wu Y Li J M Analysis on temperature and light variation properties of large span asymmetric plastic greenhouses in typical seasons J Journal of China Agricultural University 2019 24 10 125 135 in Chinese 4 李勝利 霍穎君 孫治強 不同層次簡易覆蓋的巨型塑料大棚溫度特征研 究 J 河南農業(yè)大學學報 2008 42 6 621 624 Li S L Huo Y J Sun Z Q Study on the temperature characteristics in super span plastic covered tunnel greenhouse with simple thermal screen of different layers J Journal of Henan Agricultural University 2008 42 6 621 624 in Chinese 5 李萍萍 胡永光 冬季塑料大棚多重覆蓋及電加熱增溫效果研究 J 農業(yè) 工程學報 2002 18 2 76 79 Li P P Hu Y G Thermal preservation effect of multi film covering and heating wire in plastic greenhouses in winter J Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 2002 18 2 76 79 in Chinese 6 王吉慶 趙月平 張百良 溫室采用多層內覆蓋保溫節(jié)能效果研究 J 農 業(yè)工程學報 2005 21 8 118 121 Wang J Q Zhao Y P Zhang B L Effect of heat preservation and energy saving by applying multi layer thermal screen in greenhouse J Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 2005 21 8 118 121 in Chinese 7 楊定偉 荊海薇 景煒婷 何斌 鄒志榮 鮑恩財 曹晏飛 不同墻體材料 的裝配式日光溫室的熱性能對比分析 J 中國農業(yè)大學學報 2023 28 10 194 205 Yang D W Jing H W Jing W T He B Zou Z R Bao E C Cao Y F Comparative analysis of thermal performance of fabricated solar greenhouses with different wall materials J Journal of China Agricultural University 2023 28 10 194 205 in Chinese 8 郄麗娟 韓建會 李永 裝配式異質復合墻體日光溫室熱性能分析與評價 J 中國農業(yè)大學學報 2023 28 4 159 169 Qie L J Han J H Li Y Thermal performance analysis and evaluation on solar greenhouse with assembled heterogeneous composite wall J Journal of China Agricultural University 2023 28 4 159 169 in Chinese 9 陳帆 孫維拓 禹文雅 魏曉明 周寶昌 李友麗 郭文忠 外保溫連棟溫 室光熱環(huán)境及保溫性能分析 J 農業(yè)工程學報 2023 39 6 194 203 Chen F Sun W T Yu W Y Wei X M Zhou B C Li Y L Guo W Z Analyzing light and thermal environment and insulation performance of a multi span greenhouse with external insulation J Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 2023 39 6 194 203 in Chinese 10 于威 劉文合 白義奎 丁小明 基于CFD的兩連跨日光溫室熱環(huán)境模擬 J 農業(yè)工程學報 2023 39 16 215 222 Yu W Liu W H Bai Y K Ding X M Simulating thermal environment in a two span solar greenhouse using CFD J Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 2023 39 16 215 222 in Chinese 11 方慧 楊其長 張義 程瑞鋒 張芳 盧威 劉煥 基于CFD的不同走向大 跨度保溫型溫室溫度場模擬 J 中國農業(yè)大學學報 2017 22 11 133 139 Fang H Yang Q C Zhang Y Cheng R F Zhang F Lu W Liu H Prediction model on air temperature in large span greenhouse with different or