增施CO2气肥对温室流场影响的数值模拟及验证

来源：农业工程学报杂志2015年第12期北京时间：

作者：刘妍华,曾志雄,郭嘉明,吕恩利,孟庆林,

摘要：CO2气体是温室作物光合作用的重要原料之一。为掌握温室CO2气肥增施性能，以温室CO2气肥增施为研究对象，采用计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）技术建立二维紊流数值计算模型。基于FLUENT软件，结合SIMPLE算法，采用有孔介质模型、模型、离心坐标（discrete ordinates，DO）模型，添加组分传输模型，对气肥喷射高度、气肥增施流量等因素对CO2增施性能进行数值模拟，得到温室内CO2浓度变化和分布规律。研究结果表明：气肥增施过程对作物区的温度场影响较小，温室的作物区域最大温度与最小温度差值不超过0.5℃，作物区域的气流流场以及温度场分布较为均匀；由于CO2的沉积效应，温室下部区域的CO2浓度相对较高；气肥喷射高度越高，CO2扩散的范围越大，沉积在作物区的CO2相对越少，CO2的浓度也相对较低；气肥增施流量越大，作物区域的CO2浓度上升越快。试验结果表明，CO2浓度模拟值与试验值差异不大于5 %，模拟结果与试验结果较吻合，证明了模型的正确性。该研究对掌握温室CO2气肥增施性能的流场变化规律，开展温室气肥增施装备的优化设计具有一定的参考价值。

关键词：二氧化碳, 温室, 数值方法, 气肥增施