基于ANSYS的機(jī)械通風(fēng)溫室流場(chǎng)及溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬.pdf

1、溫室已發(fā)展成為一種使用廣泛的植物栽培的園藝設(shè)施。溫室不僅需要在冬季能保溫防寒，而且在炎熱的夏季能實(shí)現(xiàn)溫度控制，為植物提供最適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。溫室的夏季降溫主要有自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種方式。在我國(guó)，機(jī)械通風(fēng)因其降溫快而且較易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制而得到較廣泛應(yīng)用。而溫室里流場(chǎng)分布的快速獲取是實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制的重要依據(jù)。本課題是利用基于ANSYS的數(shù)值模擬法來研究機(jī)械通風(fēng)條件下溫室內(nèi)流場(chǎng)分布以期對(duì)溫室溫控技術(shù)的進(jìn)一步完善發(fā)揮積極的作用。 數(shù)值

2、模擬方法包括有限差分法、有限容積法、有限單元法以及有限分析法。本文以自制模型溫室為研究對(duì)象，建立該溫室流場(chǎng)以及溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)物理模型，得出流動(dòng)的控制方程組，在計(jì)算域上對(duì)流動(dòng)控制微分方程組進(jìn)行離散，壓力和動(dòng)量方程的耦合采用SIMPLEN以及SIMPLEF算法。采用大型有限元分析軟件ANSYS的FLOTRAN模塊對(duì)其內(nèi)的流場(chǎng)以及溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，分析中采用試驗(yàn)所測(cè)得的邊界條件值，得出計(jì)算域內(nèi)空氣速度以及溫度的分布信息。 將現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的

3、測(cè)量結(jié)果與這一模擬計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。速度場(chǎng)的計(jì)算值與試驗(yàn)值大體趨勢(shì)是吻合的，但是由于速度場(chǎng)的測(cè)量受外界條件的干擾相對(duì)比較大，而且測(cè)量工具的也難免存在一定的誤差，因此局部的計(jì)算值與試驗(yàn)值存在較大差異。溫度場(chǎng)的模擬值隨測(cè)點(diǎn)的變化趨勢(shì)與試驗(yàn)值所得基本相同，結(jié)果也比較接近，平均相對(duì)誤差控制在1％以下，因此可以較好的反映實(shí)際情況。通過對(duì)模擬與試驗(yàn)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行t-檢驗(yàn)也可知模擬值與試驗(yàn)值的平均值可以認(rèn)為是相同的，亦即其在總體平均值上的總體差異較