近日，英国威廉希尔公司王少杰教授团队在风工程领域国际著名期刊《Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics》在线发表了题为“Large-span M-shaped greenhouse with superior wind resistance and ventilation performance”的研究论文。英国威廉希尔公司在读硕士研究生徐雨晴为本文第一作者，王少杰教授为本文通讯作者,园艺科学与工程学院魏珉教授等参与该项研究。
大跨度的农业大棚适于机械化作业，且建造成本较低、适于多重覆盖、土地利用效率高，近年来在农业生产中已逐渐得到广泛应用。然而，普通大跨度拱棚伴随跨度增加，抗风降温性能减弱，棚内湍流现象加剧，为提高大跨度拱棚结构在夏季的抗风降温性能，该团队研发了M型抗风降温塑料大棚（授权专利号：ZL201821608523.4）。
本研究探明了封闭时风向角对农业大棚风压分布的影响，优化得到了M型大棚顶部V型区域的最优角度；通过与相同跨度的普通大跨度拱棚相比较，验证了M型大棚在通风口开启、封闭两种状态下均具有良好的抗风性能；基于山东农业大学高性能计算平台，实现了农业大棚风湿热多场耦合动力仿真模拟，明晰了通风降温机制，提出了最优通风降温策略。该研究表明M型大棚相较普通大跨度拱棚的抗风性能明显提升，且同时满足夏季良好的通风降温效果，适于作为新型棚体在现代节能园艺设施中推广应用，为园艺设施结构防灾、环境调控和老旧棚体改造提供了有效、经济、低碳措施。
图1. 普通大跨度拱棚与M型农业大棚气流分布对比
该研究得到了国家自然科学基金、农业农村部农业设施结构设计与智能建造重点实验室开放课题和国家大宗蔬菜产业技术体系项目的资助，学校高性能计算平台提供了算力支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jweia.2023.105410
