1 賽題

問題B 玻璃溫室中的微氣候法規(guī)

溫室作物的產(chǎn)量受到各種氣候因素的影響，包括溫度、濕度和風(fēng)速[1]。其中，適 宜的溫度和風(fēng)速是植物生長[2]的關(guān)鍵。為了調(diào)節(jié)玻璃溫室內(nèi)的溫度、風(fēng)速等氣候因素 , 溫室的設(shè)計通常采用帶有溫室風(fēng)扇的通風(fēng)系統(tǒng)，如圖1所示。溫室風(fēng)機的位置和暖風(fēng) 出口的速度影響著溫室內(nèi)速度場和溫度場的分布和均勻性。因此，如何優(yōu)化溫室風(fēng)機, 獲得合適的風(fēng)速和溫度，提高其均勻性，是當前玻璃溫室設(shè)計需要解決的重要問題。

圖1。玻璃溫室

玻璃溫室是密封的，放置在室內(nèi)，不考慮外部因素，如溫室門、通風(fēng)條、太陽輻射 等環(huán)境因素。 目前設(shè)計的玻璃溫室的尺寸為10米！3m!2米（長度！寬度高度)和溫室風(fēng) 扇的大小為0.5米！0.5米，位于溫室的左側(cè)。溫室扇的中心位于距地面1.3米處，如圖 2所示。溫室風(fēng)機側(cè)的邊界條件設(shè)置為速度入口條件，在水平方向40“吹暖風(fēng)，平均速度為2 m/s。溫室的外玻璃和底土被設(shè)置為墻體條件，主要是交換

能量與整個溫室通過對流傳熱和傳導(dǎo)[3]。初始溫度設(shè)置為20 ”。當作物在溫室內(nèi)種植時，有必要考慮作物的冠層阻力。作物模型可以簡化為尺寸為8米的多孔介質(zhì)！2m ! 0.5米（長度！寬度高度)[4]，放置在溫室的中心。溫室內(nèi)作物生長的適宜風(fēng)速為0.31m/s，適宜溫度為23-26 ”。

圖2。玻璃溫室結(jié)構(gòu)示意圖

問題1：請建立一個無作物的玻璃溫室內(nèi)的溫度和風(fēng)速分布的數(shù)學(xué)模型。顯示溫室高度
0的截面風(fēng)速和溫度分布。5米。

問題2：請建立一個有種植作物的玻璃溫室內(nèi)的溫度和風(fēng)速分布的數(shù)學(xué)模型。呈現(xiàn)溫室 內(nèi)兩個橫截面的風(fēng)速和溫度分布：一個在0.5米高度（作物冠層水平），另一個在0.1米高度（作物冠層內(nèi)）。分析這些條件是否適合作物生長。

問題3：請?zhí)峁┮韵聝煞N情況下玻璃溫室內(nèi)的溫度和風(fēng)速分布，并與第二個問題中提出 的解決方案進行比較。在方案1中，將暖風(fēng)出口的速度從2 m/s增加到3 m/s。在方案2中，通過將溫室風(fēng)扇從1.3米移動到1米，來降低它的位置。

問題4：您的團隊能否從溫室扇的數(shù)量、位置、風(fēng)速、吹風(fēng)溫度、規(guī)格、不同作物等因
素等方面進一步優(yōu)化玻璃溫室的溫室扇設(shè)計。

參考文獻
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[2] Liu Y，李D，萬S，等。一種基于長期短期記憶的溫室氣候預(yù)測模型。國際智能系 統(tǒng)雜志，2022年，37(1)： 135151。
[3] Norton T，太陽D W，Grant J，等。計算流體動力學(xué)（CFD）在農(nóng)業(yè)通風(fēng)系統(tǒng)建模 和設(shè)計中的應(yīng)用：一篇綜述。生物資源技術(shù)》，2007年，98（12）： 2386-2414。
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2 解題思路

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