农业机械学报

作者：李康吉，张世通，孟凡跃，毛罕平

单位：江苏大学,江苏大学,江苏大学,江苏大学,

关键词：温室;多环境因子;时空变异特性;优化策略

基金：中国博士后特别项目（2018T110457）

本文考虑温室环境的时空变异特性，通过构建温室建筑计算流体力学（CFD）模型，结合带精英策略的非支配遗传算法（NSGA-Ⅱ），建立C++-Fluent联合优化框架，实现温室环境因子的多目标、高效率优化。CFD温室模型在江苏省镇江市的一处温室进行实地验证；迭代优化算法由C++实现并通过超级计算机提高计算效率；优化目标包括作物区域温度场、二氧化碳浓度分布以及控制温室风机能耗。研究结果表明，CFD温度场和速度场与监测点实验值吻合度高，平均相对误差分别为4.9%和7.05%；为获得某场景下作物生长温度场、二氧化碳浓度分布的最优值且维持温室风机的低能耗，温室湿帘入口温度为[296.6K，302K]，风机出口风速为[2.9m/s，5.5m/s]。此时作物区域的温度场、二氧化碳浓度分布及风机能耗均在最优范围，有助于提高作物产量，降低温室能耗；超级计算机Linux系统下开发的优化方案计算效率比个人计算机大幅提高，计算时长缩短约88.09%。本文所提策略充分考虑温室环境的时空变化特性，对温室内多环境因子实现多目标、高效率优化。

来源：2021年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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