[发明专利]一种基于FLUENT的光伏草药棚内温度场仿真计算方法

说明书

本发明专利提供了一种基于FLUENT的光伏草药棚内温度场仿真计算方法。本发明提供一种解决光伏草药棚在设计确定棚型之后，需要根据棚内的种植作物的不同进行棚内温度场的预测和计算，尤其对于棚内温度敏感性较强的作物更需要进行温度计算。本方法为光伏草药棚的设计提供理论上的依据，校核棚内的温度是否符合设计要求，计算出光照强度和棚外环境对棚内温度场的影响。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于FLUENT的光伏草药棚内温度场仿真计算方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、基于大棚工程施工图纸，通过三维软件SOLIDWORKS建立光伏草药棚的三维几何模型，并另存为igs或x_t格式几何模型。

技术领域

本发明专利提供了一种基于FLUENT的光伏草药棚内温度场仿真计算方法。

背景技术

光伏草药棚是根据市场需求新研发的一种光伏农业大棚，具有成本低、方便安装等优势，此类大棚结构简单。光伏草药棚内的温度场分布一直是草药棚设计阶段非重要考虑因素，但是光伏草药棚内的温度分布是影响棚内作物生长的最重要的影响因素。通过实验手段进行测量棚内的温度分布不仅存在误差较大的问题，同时由于需要布置的传感器的数量有限，因此也不能完全且完整的反应棚内的温度分布。随着仿真分析技术的不算发展，利用仿真分析手段对棚内的温度场进行计算不仅结果精确，而且能够在大棚的结构设计阶段就能够起到数据支撑的作用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种解决光伏草药棚在设计确定棚型之后，需要根据棚内的种植作物的不同进行棚内温度场的预测和计算，尤其对于棚内温度敏感性较强的作物更需要进行温度计算。本方法为光伏草药棚的设计提供理论上的依据，校核棚内的温度是否符合设计要求，计算出光照强度和棚外环境对棚内温度场的影响。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于FLUENT的光伏草药棚内温度场仿真计算方法，包括以下步骤：

（1）、基于大棚工程施工图纸，通过三维软件SOLIDWORKS建立光伏草药棚的三维几何模型，并另存为igs或x_t格式几何模型；

（2）、在ANSYS WORKBENCH软件SPACECLAIM模块里将该几何模型导入；

（3）、基于SPACECLAIM模块首先建立流体域模型，棚内的结构件，如梁、杆以及其他细小的结构件可以简化掉；

（4）、将数据链接到ANSYS WORKBENCH中，并启动FLUENT计算模块，将model模块和FLUENT模块中的mesh相连接；

（5）、在对大棚模型整体进行网格划分，使用六面体网格划分方法并在大棚的表面进行划分边界层；

（6）、定义各部位的边界名称，如大棚的表面，地面，南墙北墙等；

（7）、Updated更新网格至FLUENT模块中的setup中，双击setup进行设置启动页面；

（8）、设置求解器为双精度求解，根据计算机的物理核心数选择求解核心；

（9）、进入solution模型之后，选择计算为稳态计算，同时设置重力方向和大小为9.81；

（10）、设置计算模型，粘度计算采用的是RNG k-e模型，同时考虑全浮力影响用于计算浮力对空气流动的影响；

（11）、设置辐射模型，主要考虑太阳辐射对棚内温度的影响，设置大棚所在的经纬度以及时区，设置大棚的朝向以及一天中的某一时刻的辐射，如设置下午14点的辐射。

（12）、设置大棚的外边界条件，主要包括大棚表面和外界环境之前的对流换热，设置大棚的透光性为0.49，设置吸收率为0.32；