Design and Simulation of Ventilation System For Agricultural Greenhouse

Abstract

Dans ce travail, une étude numérique du phénomène de la convection naturelle, en régime laminaire et permanent dans une serre agricole est réalisée. Cette serre est remplie par un fluide newtonien et incompressible. Le nombre de Prandtl est fixé à 0.702 (cas de l'air) mais le nombre de Rayleigh varie. En utilisant l’approximation de Boussinesq et la formulation verticité-fonction de courant, l'écoulement est modélisé par les équations différentielles aux dérivées partielles: les équations de continuité et des quantités de mouvement sont exprimées dans un système de coordonnées cartésiennes. Nous avons pris comme conditions pour notre serre (Tc pour le sol et Tf pour le toit, avec Tc>Tf , Ra=10 5 , f=3).Un code de calcul a été mis au point, ce dernier utilise les volumes finis, pour la discrétisation des équations. Nous avons examiné l’effet de la géométrie du système, et l’influence du nombre de Rayleigh sur le phénomène de la convection naturelle dans la serre agricole. Finalement, les résultats de la simulation ont été donnés sous forme de champs de température et de vitesse et de ligne de courant.

In this work, a numerical study of the phenomenon of natural convection, in laminar and permanent regime in a greenhouse is carried out. This greenhouse is filled with a newtonian and incompressible fluid. The Prandtl number is set to 0.702 (case of air) but the number of Rayleigh varies. Using the Boussinesq approximation and the vertical-current function formulation, the flow is modeled by the differential equations with partial derivatives: continuity equations and quantities of motion are expressed in a cartesian coordinate system.We have taken as conditions for our greenhouse (Tc for the ground and Tf for the roof, with Tc> Tf ,Ra=10 5 , f=3). A calculation code has been developed, the latter uses finite volumes, for the discretization of the equations. We investigated the effect of the geometry of the system and the influence of the number of Rayleigh on the phenomenon of natural convection in the agricultural greenhouse. Finally, the results of the simulation were given in the form of temperature, velocity and current line fields.