分别对拱型大棚、屋脊型大棚、和斜顶型大棚进行了换气时间计算。在进口处随机放置N个示踪粒子,模拟计算时,N分别取10、400、1000和2000。计算结果见表1。由表1中数据可以看出,示踪粒子数N较小时,作为统计平均量的换气时间误差较大,N=10时计算结果基本不能反映规律。当N=1000、2000时,计算得到的换气时间已基本接近,最大相对误差为0.2%,可以作为最后的计算结果。当示踪粒子数取2000时,拱型、屋脊型和斜顶型3种大棚的1次换气时间分别为247.3、264.8和229.0 s。比较3种大棚的换气时间,斜顶型大棚最短,拱型大棚次之,屋脊型大棚最长。

运用三维不可压缩流体的RNGk-ε紊流模型,在大棚的长度等于30 m、宽度等于6 m、横断面面积等于13.5 m2及进出口边界条件相同的情况下,分别对拱型、屋脊型和斜顶型大棚内部气流场进行了精细的数值模拟,在此基础上进一步计算了大棚的1次换气时间。从模拟结果可以看出,3种大棚在进气口附近都存在着多个回流区,流动呈现高度的三维特性,流态较为复杂,而在远离进口的大部分区域,流动趋于均匀。不同型式的大棚,其内部回流区的范围和流速分布形态明显不同。大棚的型式对其内部气流流态有显著的影响。大棚1次换气时间是一个综合反映大棚内部流态的指标,回流区范围越大,流态越复杂,1次换气时间就越长,换气效率和换气质量就越差,在寒冬季节保温效果也就越差。当示踪粒子数取2000时,拱型、屋脊型和斜顶型3种大棚的1次换气时间分别为247.3、264.8和229.0 s,斜顶型大棚换气时间最短,拱型大棚次之,屋脊型大棚换气时间最长。从大棚内部气流流态好坏和1次换气时间长短角度看,斜顶型大棚结构型式较为理想。