上述模擬結(jié)果，經(jīng)過實測數(shù)據(jù)的驗證，其誤差都在工程允許范圍之內(nèi)，所以本文所構建的模型可以被用于預測夏季自然通風條件下的日光溫室內(nèi)部熱環(huán)境。故本節(jié)繼續(xù)運用該模型，對日光溫室的通風方式、溫室結(jié)構進行優(yōu)化，尋求進一步降低夏季室內(nèi)氣溫的辦法。
一、溫室結(jié)構的優(yōu)化
從實測和模擬計算結(jié)果可以看到，前后風口對于室內(nèi)空氣溫度的降低起到了至關重要的作用，越靠近風口處溫度越低。由自然通風的原理可知，空氣在風壓和熱壓兩者的共同作用下流動，任何一種驅(qū)動力的增強，都能對自然通風起到加劇的作用。后風口進風溫度較低，與屋頂出口處己經(jīng)存在較大溫差，優(yōu)化計算中降低后風口的位置，使其貼近地面，增大后進風口與屋頂出口之間的高度差，加強熱壓作用。利用已經(jīng)得到驗證的日光溫室三維模型，對溫室結(jié)構做上述調(diào)整。
仍然使用8月30日13：30的實測數(shù)據(jù)作用初始條件，對改進后的日光溫室進行溫度場模擬計算，計算域的確定和網(wǎng)格劃分的方法與原溫室穩(wěn)態(tài)計算方法一致，控制方程和模擬模型的有關設置則全部與穩(wěn)態(tài)模擬相同，主要的邊界條件設置為：
前屋面風口：速度入口(velocity inlet)0.3m/s，入口氣流溫度310.1K
后墻風口：速度入口(velocity inlet)0.4m/s，入口氣流溫度301K
后屋面即頂窗：壓力出口((pressure-outlet)
后墻：壁面(wall)定溫309.9 K
土壤：壁面(wall)定溫311.2K
前屋面PVC膜：壁面(wall)半透明膜，定溫314.6K
山墻：壁面(wall)絕熱
流場初始溫度：(all zone)304K
室外溫度：310.1K
計算結(jié)果如下：
由圖4-9可以看到，風口位置改變以后，各測點的溫度值都比原溫室結(jié)構要低，說明位置改變以后風口的降溫效果更為明顯。圖4-10表明，風口位置改變以后，日光溫室內(nèi)部溫度梯度更為明顯，尤其是溫室后部，沿高度方向有較為明顯的溫度分層。改變位置過后的前風口，進風也更有利于大部分作物所在區(qū)域的空氣流動。所以，對前后風口的位置優(yōu)化是成功的，能夠更有利于日光溫室的夏季降溫。
二、通風方式的優(yōu)化
由于室外的氣象條件不斷變化，風向和風力都處于動態(tài)變化中，同時還受到溫室附近的建筑物、地理形勢、植被以及其他障礙物的影l響，風壓促使的自然通風效果具有很大的不確定性，為了保證在風壓變化時，溫室仍然具有足夠的通風能力，應該以熱壓作用為主導考慮因素，進行日光溫室的通風優(yōu)化設計。當風速小于0.4m/s時，熱浮力是溫室自然通風的主要驅(qū)動力�，F(xiàn)將原溫室后風口長寬均增加一倍，仍然利用g月30日13：30的氣象數(shù)據(jù)，由通風口連續(xù)性方程可知，后風口風速降為0.124m1s；前風口擴大一倍，將現(xiàn)有風口至地面間的薄膜也揭開，則前風口風速降為0.14m/s.對優(yōu)化后的日光溫室進行溫度場模擬計算，計算域的確定和網(wǎng)格劃分的方法與原溫室穩(wěn)態(tài)計算方法一致，控制方程和模擬模型的有關設置則全部與穩(wěn)態(tài)模擬相同，主要的邊界條件設置為：
前屋面風口：速度入I=7(velocity inlet)0.14m/s，入口氣流溫度310.1K
后墻風口：速度入口(velocity inlet)0.124m/s，入口氣流溫度301 K
后屋面即頂窗：壓力出口((Pressure-outlet)
后墻：壁面(wall)定溫309.9 K
土壤：壁面(wall)定溫311.2K
前屋面PVC膜：壁面(wall)半透明膜，定溫314.6K
山墻：壁面(wall)絕熱
流場初始溫度：(all zone)304K
室外溫度：310.1K
計算結(jié)果如下：
由圖4-11和圖4-12可知，前后風口風速降低以后，在熱壓為主要驅(qū)動力的通風條件下，室內(nèi)各測點的溫度均低于原溫室結(jié)構。通風降溫效果明顯增強，除了靠近覆蓋膜的邊界測點而外，處于作物生長區(qū)的測點溫度都不超過37℃，不超過光合作用的運行溫度，并且處于作物呼吸作用的適宜范圍，能夠適應并促進作物的生長。
三、兩種優(yōu)化方式的比較
圖4-13為上述兩種優(yōu)化方式與溫室原結(jié)構的通風降溫效果對比，可以看到，以熱壓作物主要驅(qū)動力的自然通風效果最好，此時室外風向的變化，對室內(nèi)造成的影響不大，能夠保證室內(nèi)一直處于比較良好的通風狀況。兩種優(yōu)化方式都非常容易實現(xiàn)，無論新建溫室，還是己有溫室的改造，都簡單易行。http://m.456619.com
