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温室已发展成为一种使用广泛的植物栽培的园艺设施。温室不仅需要在冬季能保温防寒，而且在炎热的夏季能实现温度控制，为植物提供最适宜的生长环境。温室的夏季降温主要有自然通风和机械通风两种方式。在我国，机械通风因其降温快而且较易实现自动控制而得到较广泛应用。而温室里流场分布的快速获取是实现温度的自动控制的重要依据。本课题是利用基于ANSYS的数值模拟法来研究机械通风条件下温室内流场分布以期对温室温控技术的进一步完善发挥积极的作用。
数值模拟方法包括有限差分法、有限容积法、有限单元法以及有限分析法。本文以自制模型温室为研究对象，建立该温室流场以及温度场的数学物理模型，得出流动的控制方程组，在计算域上对流动控制微分方程组进行离散，压力和动量方程的耦合采用SIMPLEN以及SIMPLEF算法。采用大型有限元分析软件ANSYS的FLOTRAN模块对其内的流场以及温度场进行数值模拟，分析中采用试验所测得的边界条件值，得出计算域内空气速度以及温度的分布信息。
将现场试验的测量结果与这一模拟计算结果进行对比验证。速度场的计算值与试验值大体趋势是吻合的，但是由于速度场的测量受外界条件的干扰相对比较大，而且测量工具的也难免存在一定的误差，因此局部的计算值与试验值存在较大差异。温度场的模拟值随测点的变化趋势与试验值所得基本相同，结果也比较接近，平均相对误差控制在1％以下，因此可以较好的反映实际情况。通过对模拟与试验两组数据进行t-检验也可知模拟值与试验值的平均值可以认为是相同的，亦即其在总体平均值上的总体差异较小。试验对比结果表明，用ANSYS软件对温室内的流场以及温度场分布的模拟计算较为成功，可以利用这一方法对温室内的气候环境进行预测。