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基于CFD的LED补光灯模型构建与验证

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为明确植物工厂CFD环境模拟中LED补光灯的边界条件设置,构建单层LED补光栽培架(原型),并根据原型在CFD软件中建立规格一致的栽培架三维模型,对三维模型进行模拟分析,将得到的模拟值与原型实测值进行对比分析,验证LED灯边界条件设置的可行性.在模型中将LED补光灯分为反应器和灯罩两部分,反应器为LED补光灯的灯板,设置为热源边界条件,根据红、蓝灯珠数量及其对应的电光转化效率计算其单位体积散热量,灯罩为LED补光灯表面的塑料壳,起保护灯珠的作用,设置为导热材料,将三维模型的风速、温度模拟值与栽培架原型的实测风速值、温度值进行对比,结果表明:1)栽培架三维模型中LED补光灯的散热量为34 166 W/m3;2)通过模拟值与实测值对比,30个测点实测风速值与CFD模拟风速值的均方根误差为0.06,46个测点实测温度值与CFD模拟温度值的均方根误差为2.63,模拟值与实测值吻合良好.在植物工厂CFD模拟中,可以将LED补光灯反应器设置为热源、灯罩设置为导热材料.
Simulation and verification of LED lamp model based on CFD

张晨、方慧、程瑞锋、杨其长、吴晨溶、杨利

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中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京100081

农业农村部设施农业节能与废弃物处理重点实验室,北京100081

植物工厂 环境模拟 计算流体力学(CFD) 热源 LED补光灯

宁夏回族自治区重点研发计划中央级公益性科研院所基本科研业务费专项

2018BBF02012Y2019XK21-01

2021

10.11841/j.issn.1007-4333.2021.02.13

中国农业大学学报
中国农业大学

中国农业大学学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.971
ISSN：1009-508X
年,卷(期)：2021.26(2)
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