半封閉式連棟溫室環(huán)境調控設計理論與應用研究
近年來，半封閉式連棟溫室在我國廣泛應用，經“氣配方”組合后的混合氣體經正壓送風管道可均勻輸送到100m以外的種植區(qū)域，顯著提高了土地利用率。我院設施農業(yè)研究所聚焦影響空氣流動特性的新型混流室構建及結構設計、穿孔管道關鍵參數(shù)方法確定及優(yōu)化開展研究，形成集成應用策略并推廣應用，提升了我國半封閉式連棟溫室建設水平。
1.新型進風混流室構建
創(chuàng)新了降溫減濕與送風協(xié)同調控的進風混流室結構，新型混流室結構可有效避免單模塊故障引起的種植區(qū)局部溫控失效。在單腔體的基礎上，設置1個起到緩沖調節(jié)作用的第二腔室，對各個加熱制冷模塊處理后的空氣進行混流，使送入種植區(qū)氣體的溫濕度具有一致性，不會因部分加熱制冷模塊發(fā)生故障導致溫室內局部溫濕度異常。CO2直接輸入第二混流腔室，實現(xiàn)精準供給。
2.半封閉溫室結構精細化設計
聚焦半封閉式連棟溫室混流室結構精細化設計，系統(tǒng)分析了混流式山墻立柱的荷載情況（風、雪、覆蓋系統(tǒng)、作物、拉幕系統(tǒng)、降溫設備等），通過有限元分析對比發(fā)現(xiàn)：風荷載為主要控制荷載；考慮混流室位置的各類荷載后，對山墻立柱的內力及應力比影響較大，應力比顯著增大。
3.穿孔管道關鍵參數(shù)方法確定及優(yōu)化設計
創(chuàng)新提出基于響應面模型與多目標優(yōu)化的穿孔風管參數(shù)協(xié)同設計方法，揭示穿孔風管結構參數(shù)對氣流特性的影響機制，構建了孔徑、孔間距、入口風速與風速均勻性、壓降及溫度均勻性的預測模型。結果表明大孔徑顯著改善風速均勻性，而增大孔間距會降低均勻性；壓力損失呈相反趨勢；溫度均勻性主要受入口風速影響。敏感性分析揭示孔徑影響力最強，其次為孔間距和風速，且孔徑與間距交互效應顯著。結合熵權TOPSIS與NSGA-II優(yōu)化，確定了“大孔徑，寬間距”最優(yōu)參數(shù)組合（孔徑9.0mm、間距65mm、風速7.0m/s），該方案使風速變異系數(shù)（CV-v）降低58.8%、溫度均勻性系數(shù)（CV-t）提升5.2%，壓力損失（?P）減少10.8%，能耗降低17.4%。
半封閉溫室混流室
性能指標的交互作用響應面分析
多目標優(yōu)化解集
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