熊致远 盖志武 张一凡 何畅

(海南师范大学物理与电子工程学院海南海口571158)

海南岛地处北纬18°10′～20°10′，属热带季风气候，可在不进行人工供暖的情况下四季种植农作物。1981—2010年，海南岛平均气温24.5℃，总体来看适宜农作物生长。但是，海南省也易遭受极端高温以及热带气旋强降水、雷雨大风、龙卷风、大雾等自然灾害影响。2019年，高温和自然灾害使农作物受灾约0.19万hm2，直接经济损失约0.58亿元。海南岛气温偏高，降水日数多、降水量较高，这又加大了瓜菜病害的发生风险［1］。因此，对于海南农业发展来说，寻找一种既可以充分利用海南岛气候优势条件，又可以减小海南岛气候不利因素影响的方法是亟待解决的问题。植物工厂受自然条件影响小，作物生产计划性强，作物生长速度快、周期短，自动化程度高，无污染；因此，建立植物工厂是目前解决上述问题的最优方案［2］。没有强制对流的植物工厂属于微型温室，是弱风且高温的。因此，研究低风速通风过程的植物工厂结构特征的影响因素，可为设计更有效的热驱动通风植物工厂提供参考。传统的研究方法需要先制造实体模型再进行测量，成本高、效率低。本文采用CFD仿真方法，可低成本且快速地比较更有效的热驱动通风的植物工厂结构特征。

1 研究背景

1.1 植物工厂的发展现状

植物工厂的定义最早是20世纪70年代美籍日本学者穆拉希格提出的，是指通过对设施内作物生长条件高精度控制来实现农作物周年连续生产的系统。……