Modelo de dinámica de fluidos computacional con estructuras de plantas realistas para estudiar el flujo de aire dentro y alrededor de un dosel de plantas en un estante de cultivo en una fábrica de plantas con luz artificial
Autores: Gu, Xuan; Goto, Eiji
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Modelo de dinámica de fluidos computacional con estructuras de plantas realistas para estudiar el flujo de aire dentro y alrededor de un dosel de plantas en un estante de cultivo en una fábrica de plantas con luz artificial
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Flujo de aire
Crecimiento de plantas
Dosel de plantas
Dinámica de fluidos computacional
Velocidades de entrada
Zonas estancadas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
El flujo de aire juega un papel crucial en el crecimiento de las plantas porque suministra CO, O y energía a las plantas en una fábrica de plantas con luz artificial (PFAL). Por lo tanto, es esencial comprender cómo varios factores afectan el flujo de aire en y alrededor de un dosel de plantas. En este estudio, desarrollamos un modelo de dinámica de fluidos computacional (CFD) con estructuras de plantas realistas creadas utilizando imágenes de estructuras en movimiento para investigar el flujo de aire en y alrededor de un dosel de plantas. Los promedios de los errores porcentuales absolutos de la velocidad del aire simulada en tres condiciones fueron del 6,7%, 10,1% y 12,7%, respectivamente. Las velocidades del aire simuladas y medidas coincidieron bien, confirmando la precisión del modelo CFD desarrollado. Los efectos de las velocidades de entrada y las estructuras del dosel de plantas en el flujo de aire en y alrededor del dosel de plantas fueron analizados utilizando el modelo CFD validado. Las velocidades de entrada disminuyeron significativamente las zonas estancadas (de 62,4% a 7,2%) y aumentaron la uniformidad del flujo de aire en y alrededor del dosel de plantas. Un diseño escalonado del dosel de plantas disminuyó ligeramente las zonas estancadas (de 16,4% a 13,2%) y aumentó la uniformidad del flujo de aire. El flujo de aire en y alrededor del dosel de plantas fue aún más inhibido por una estructura de planta grande. Este modelo CFD proporcionó una base para mejorar el estado del flujo de aire en y alrededor de un dosel de plantas en un PFAL.
Descripción
El flujo de aire juega un papel crucial en el crecimiento de las plantas porque suministra CO, O y energía a las plantas en una fábrica de plantas con luz artificial (PFAL). Por lo tanto, es esencial comprender cómo varios factores afectan el flujo de aire en y alrededor de un dosel de plantas. En este estudio, desarrollamos un modelo de dinámica de fluidos computacional (CFD) con estructuras de plantas realistas creadas utilizando imágenes de estructuras en movimiento para investigar el flujo de aire en y alrededor de un dosel de plantas. Los promedios de los errores porcentuales absolutos de la velocidad del aire simulada en tres condiciones fueron del 6,7%, 10,1% y 12,7%, respectivamente. Las velocidades del aire simuladas y medidas coincidieron bien, confirmando la precisión del modelo CFD desarrollado. Los efectos de las velocidades de entrada y las estructuras del dosel de plantas en el flujo de aire en y alrededor del dosel de plantas fueron analizados utilizando el modelo CFD validado. Las velocidades de entrada disminuyeron significativamente las zonas estancadas (de 62,4% a 7,2%) y aumentaron la uniformidad del flujo de aire en y alrededor del dosel de plantas. Un diseño escalonado del dosel de plantas disminuyó ligeramente las zonas estancadas (de 16,4% a 13,2%) y aumentó la uniformidad del flujo de aire. El flujo de aire en y alrededor del dosel de plantas fue aún más inhibido por una estructura de planta grande. Este modelo CFD proporcionó una base para mejorar el estado del flujo de aire en y alrededor de un dosel de plantas en un PFAL.