شبیه سازی جریان انرژی گلخانه نیمه دوطرفه شیشه ای با ساختار ویژه با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

این تحقیق، به شبیه سازی جریان انرژی یک گلخانه نیمه مدفون نیمه دوطرفه با استفاده از متغیرهای بیرونی و داخلی و حل عددی به روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) می پردازد. در این تحقیق، داده های دما، رطوبت و تابش به صورت لحظه ای اندازه گیری شد و سپس از CFD جهت بررسی توزیع انرژی و تغییرات دما در دو ارتفاع ۱ و ۲ متری از سطح زمین استفاده گردید. گلخانه مورد بررسی، به صورت یک گلخانه بسته در نظر گرفته شد و با توجه به روابط تجربی-ریاضی موجود در منابع، میزان دریافت، تلفات و خالص جذب شده انرژی در گلخانه محاسبه شد. نتایج این تحقیق نشان داد که روش CFD با ۳۲۶۰۳۰ المان چهار وجهی (tetrahedral) قادر است دمای هوای داخل گلخانه را با دقت مناسب در ارتفاع ۱ متری (R۲ = ۰.۹۸۷, MAPE = ۲.۱۷%) و ۲ متری از کف (R۲ = ۰.۹۸۷, MAPE = ۲.۲۸%) تخمین بزند. بررسی جریان انرژی نشان داد که این گلخانه، ۶۷۷۹.۴ کیلوژول انرژی حرارتی انباشته ناشی از پرتوهای تابش را در مدت زمان آزمایش به زمین منتقل می کند و نسبت به سازه های روی سطح زمین، به طور متوسط حدود ۴۰% تابش کم تری دریافت می کند. نتایج کلی این تحقیق و بررسی روند تغییرات دما در کف و دیواره ها نشان داد که در مناطق گرم کشور، زمین به عنوان منبع خوبی برای دریافت گرمای انباشته موجود در محیط گلخانه است و هرچه پوشش سطح داخلی گلخانه رسانایی گرمایی بیشتری داشته باشد، شار حرارتی به سمت عمق خاک بیش تر است.

Keywords:

انتقال حرارت , ذخیره انرژی , گلخانه نیمه مدفون , مدل دینامیکی