[發(fā)明專利]日光溫室光熱環(huán)境計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410064884.7
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN103823976A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 杜建軍;郭新宇;溫維亮;吳建偉;楊寶祝
• 申請（專利權(quán)）人: 北京農(nóng)業(yè)信息技術研究中心;北京派得偉業(yè)科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李迪

1.一種日光溫室光熱環(huán)境計算方法，其特征在于，包括：

S1、建立日光溫室三維結(jié)構(gòu)模型，對日光溫室的組件分別設置光熱特性參數(shù)；

S2、將日光溫室各組成部分的室內(nèi)表面組合在一起，構(gòu)造日光溫室室內(nèi)光分布計算的幾何模型，計算形狀因子；

S3、獲取外界逐時環(huán)境光照，在日光溫室采光面上構(gòu)造室內(nèi)光分布計算的初始光強，計算出日光溫室室內(nèi)光環(huán)境分布，得到日光溫室各組件內(nèi)表面中每個網(wǎng)格分布的光強值,進而按照時間序列逐次計算出不同時刻日光溫室內(nèi)的光環(huán)境；

S4、為日光溫室各組件分配計算節(jié)點，并將日光溫室室內(nèi)溫度作為單獨計算節(jié)點，建立日光溫室的熱環(huán)境計算模型；

S5、結(jié)合日光溫室結(jié)構(gòu)、環(huán)境條件及光分布計算結(jié)果，對日光溫室在整個作物生長季內(nèi)的光照和溫度狀況進行動態(tài)仿真和分析。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1包括：

確定日光溫室的地理位置和方位角，根據(jù)日光溫室結(jié)構(gòu)特征和材料光熱屬性差異將日光溫室分解，確定所述日光溫室的組件包括以下至少一種：后墻、后屋面、前屋面、南墻、北墻、土壤和走道；

建立每個組件的三維幾何模型，按照組件化設計方法合成真實的日光溫室三維模型，并分別設置日光溫室各組件的光熱特性參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2包括：

對于每個組件，提取出日光溫室內(nèi)表面的結(jié)構(gòu)參數(shù)；

將各組件內(nèi)表面組合在一起，形成日光溫室光分布計算的封閉表面模型；

根據(jù)計算精度和計算效率的要求，對表面模型進行可控網(wǎng)格劃分，得到指定規(guī)模的網(wǎng)格模型；

根據(jù)組件的光學特征，對每個網(wǎng)格賦予光特性參數(shù)；

計算所有網(wǎng)格的形狀因子，面片S_i到S_j的形狀因子計算如下：

Fij=1Ai∫Si∫Sjcosθicosθjπ||rij||2HID(dSi,dSj)dAjdAi]]>

其中,r_ij為dS_i的中心指向dS_j中心的向量，θ_i是dS_i的表面法向量與r_ij之間的夾角，θ_j是dS_j的表面法向量與-r_ij之間的夾角，dA_i和dA_j分別為dS_i和dS_j的面積，HID(dS_i,dS_j)為遮擋函數(shù)，有遮擋取0，無遮擋取1；

利用半立方體或者半球面分割等方法計算出形狀因子，最后將所有形狀因子存儲到一個二維紋理矩陣中，其中每個列向量表示該面片與所有其它面片之間的形狀因子，該形狀因子將用于計算日光溫室內(nèi)漫反射光分布和室內(nèi)表面間長波輻射項。