本技术涉及智慧养殖,具体涉及一种用于密闭式鸡舍的仿真检验方法。
背景技术:
1、养鸡业是我国第二大畜牧产业,我国规模化养鸡产业发展迅速,鸡蛋、鸡肉产量多年保持全球第一和第二。但是,我国规模化养鸡环境控制相关技术、鸡舍优化设计研究等方面相对薄弱。
2、封闭式鸡舍也称为无窗鸡舍或控制环境鸡舍,是一种全封闭的畜舍,其特点是没有窗户或仅有应急窗,完全依靠人工光照和机械通风来调节舍内的环境,从而保持内环境的稳定。
3、现有技术中一般先通过计算机仿真技术对封闭式鸡舍的通风系统和温度控制系统进行仿真模拟,从而对养殖场的内部规划进行优化,但是在仿真过程中,其一般不会将鸡群纳入到影响因素内,但是在实际养殖过程中,鸡群是对封闭式鸡舍内温度变化影响较大的因素之一,且鸡群的发热量与个体因素高度相关,随机性较强,由此导致仿真的准确度较低。
技术实现思路
1、本技术的主要目的在于提供一种用于密闭式鸡舍的仿真检验方法,旨在解决现有技术中存在的仿真准确度低的缺陷。
2、本技术通过以下技术方案实现上述目的:
3、一种用于密闭式鸡舍的仿真检验方法,包括以下步骤:
4、根据鸡群的养殖布局规划图构建待检验鸡舍的三维数模,其中所述三维数模中包含有鸡群的等比例数模;
5、设定待检验鸡舍通风检测的初始边界条件,根据所述三维数模和所述初始边界条件模拟获取待检验鸡舍的空气流场模拟仿真分布图;
6、将所述三维数模分割为若干仿真模块,根据所述空气流场模拟仿真分布图分别获取各个所述仿真模块的通风边界条件;
7、构建所述仿真模块的等比例实物检测模型,根据所述实物检测模型获取气温仿真模型;其中所述等比例实物检测模型中包括若干活体鸡;
8、根据所述气温仿真模型和各所述通风边界条件对鸡舍的养殖布局规划图进行调整优化。
9、可选的,根据鸡群的养殖布局规划图构建待检验鸡舍的三维数模,包括以下步骤:
10、获取养殖设备在待检验鸡舍内的布局规划图;
11、获取待检验鸡舍的建筑尺寸参数;
12、获取各养殖设备的数字模型,其中所述数字模型为各养殖设备的等比例模型;
13、根据鸡群的种类,获取鸡只的个体尺寸参数并构建鸡只模型,其中所述个体尺寸参数为同一月龄段内鸡只个体的平均尺寸参数,其中所述个体尺寸参数为同一月龄段内鸡只个体的平均尺寸参数;
14、根据所述建筑尺寸参数构建所述待检验鸡舍的三维模型,根据所述养殖布局规划图将各所述数字模型和鸡只模型植入到所述三维模型中,获取待检验鸡舍的三维数模。
15、可选的,设定待检验鸡舍通风检测的初始边界条件,根据所述三维数模和所述初始边界条件模拟获取待检验鸡舍的空气流场模拟仿真分布图,包括以下步骤:
16、根据各通风设备的技术参数设定待检验鸡舍的初始边界条件;其中所述初始边界条件包括各进风口的风速、方向以及出风口的气压;
17、获取所述三维数模;
18、将所述三维数模与所述初始边界条件输入模拟软件,基于cfd方法进行流动形态模拟,生成待检验鸡舍的空气流场模拟仿真分布图。
19、可选的,将所述三维数模分割为若干仿真模块,包括以下步骤:
20、获取所述三维数模和空气流场模拟仿真分布图;
21、根据所述空气流场模拟仿真分布图获取气流分布边界线;
22、根据所述气流分布边界线将三维数模划分为若干仿真模块。
23、可选的,根据所述空气流场模拟仿真分布图分别获取各个所述仿真模块的通风边界条件,包括以下步骤:
24、获取空气流场模拟仿真分布图;
25、选定任一仿真模块,根据所述仿真模块的位置在所述空气流场模拟仿真分布图中分割出与所述仿真模块对应的局部空气流场模拟仿真分布图;
26、根据所述局部空气流场模拟仿真分布图选定主气流方向作为进气气流方向;
27、根据所述局部空气流场模拟仿真分布图提取进气气流方向上的气流流速和气流温度,将上述气流流速和气流温度作为通风边界条件;
28、重复选定任一仿真模块,根据所述仿真模块的位置在所述空气流场模拟仿真分布图中分割出与所述仿真模块对应的局部空气流场模拟仿真分布图的步骤,获取所有仿真模块的通风边界条件,其中所述通风边界条件包括气流温度、气流流速和气流方向。
29、可选的,构建所述仿真模块的等比例实物检测模型,根据所述实物检测模型获取气温仿真模型,包括以下步骤:
30、获取仿真模块;
31、根据所述仿真模块制作实物模型,在所述实物模型上放置相同数量的活体鸡只,获取等比例实物检测模型;
32、选择一正常运行的养殖场,将所述等比例实物检测模型置于养殖场中;
33、根据测试条件对所述等比例实物检测模型进行模拟实验,获取所述等比例实物检测模型在不同测试条件下的环境温度,其中所述测试条件包括多组不同风速和不同气流温度的组合;
34、根据所述测试条件和环境温度拟合生成气温仿真模型。
35、可选的,根据测试条件对所述等比例实物检测模型进行模拟实验,获取所述等比例实物检测模型在不同测试条件下的环境温度,包括以下步骤:
36、根据通风边界条件确定测试条件参数集合,所述测试条件参数集合的表达式为{(t1、v1)、(t2、v2)、...、(tn、vn)},其中n表示测试条件的数量;
37、设定环境温度的采样频率和采样时长;
38、获取测试条件(ti、vi),向所述等比例实物检测模型输入符合测试条件(ti、vi)的气流,其中i表示测试条件的编号;
39、获取若干环境温度检测参数ti-1'、ti-2'、...、ti-m',根据各所述环境温度检测参数计算环境温度,所述环境温度的表达式为:,其中m表示环境温度检测参数的个数;
40、重复获取测试条件(ti、vi),向所述等比例实物检测模型输入符合测试条件(ti、vi)的气流的步骤,获取所有环境温度t1'、t2'、...、tn'。
41、可选的,根据所述测试条件和环境温度拟合生成气温仿真模型,包括以下步骤:
42、获取测试条件参数集合{(t1、v1)、(t2、v2)、...、(tn、vn)}和环境温度t1'、t2'、...、tn';
43、根据对应关系,对所述测试条件参数集合{(t1、v1)、(t2、v2)、...、(tn、vn)}和环境温度进行分组,获取拟合数据集{(t1、v1、t1')、(t2、v2、t2')、...、(tn、vn、tn')};
44、构建标准坐标系,根据所述拟合数据集在所述标准坐标系中取拟合点;
45、结合各所述拟合点,通过计算机拟合生成气温仿真模型。
46、可选的,根据所述气温仿真模型和各所述通风边界条件对鸡舍的养殖布局规划图进行调整优化,包括以下步骤:
47、获取气温仿真模型和各仿真模块的通风边界条件;
48、分别将各所述通风边界条件代入到所述气温仿真模型中计算各所述仿真模块的仿真温度;
49、根据各所述仿真温度对鸡舍的养殖布局规划图进行调整优化。
50、可选的,根据各所述仿真温度对鸡舍的养殖布局规划图进行调整优化,包括以下步骤:
51、获取鸡群的最佳饲养温度区间,根据所述最佳饲养温度区间构建上判定基准面和下判定基准面;
52、根据各所述仿真温度构建温度分布曲面图;
53、将所述上判定基准面、下判定基准面和温度分布曲面图植入到同一坐标系中,识别温度异常区;其中所述温度异常区表示在温度分布曲面图中,位于上判定基准面以上和下判定基准面以下的区域;
54、调整养殖布局规划图、初始边界条件和养殖密度,重复根据鸡群的养殖布局规划图构建待检验鸡舍的三维数模,其中所述三维模型中包含有鸡群的等比例数模的步骤,直至消除所有温度异常区。
55、与现有技术相比,本技术具有以下有益效果:
56、本技术首先根据鸡群的养殖布局规划图构建待检验鸡舍的三维数模,并设定三维数模通风模拟的初始边界条件,根据所述三维数模和所述初始边界条件模拟获取待检验鸡舍的空气流场模拟仿真分布图;将所述三维数模分割为若干仿真模块,根据所述空气流场模拟仿真分布图分别获取各个所述仿真模块的通风边界条件,同时构建所述仿真模块的等比例实物检测模型,根据所述实物检测模型获取气温仿真模型;最后根据所述气温仿真模型和各所述通风边界条件对鸡舍的养殖布局规划图进行调整优化。
57、与现有技术相比,本技术根据饲养鸡群的种类在待检验鸡舍的三维数模构建过程中引入鸡群的等比例模型,从而使三维数模与实际养殖状态更加接近;有利于提高气流仿真模拟的准确性。
58、其次,在检测过程中,本技术通过等比例实物检测模型进行的实际模拟实验得到了气温仿真模型,上述模拟实验中引入了活体鸡只,从而在环境温度的计算过程中降低了鸡只个体因素这一不可控变量的影响,尽可能的提高了仿真计算的准确度。
59、最后通过改变初始边界条件,本技术能够生成多种不同的气流模型,进而获取不同气流条件下的温度分布情况,通过多个温度分布情况的比对,工作人员能够更科学的制定通风调节技术方案;
60、同时由于不同月龄的鸡群需要不同的养殖温度,因此通过上述温度分布曲面能够在同一个鸡舍内养殖不同月龄的鸡群,从而实现科学饲养,提高鸡舍的利用率。
61、通过本技术对密闭式鸡舍的仿真检验方法的研究,有利于进一步提升规模化养鸡生产环境控制技术,优化鸡舍设计,提高我国规模化养鸡的装备水平,提高规模化养鸡生产水平和经济效益,对我国养鸡产业的科技进步产生了巨大的推动作用,促进了产业转型升级。
1.一种用于密闭式鸡舍的仿真检验方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种用于密闭式鸡舍的仿真检验方法,其特征在于,所述根据鸡群的养殖布局规划图构建待检验鸡舍的三维数模,包括以下步骤:
3.根据权利要求1所述的一种用于密闭式鸡舍的仿真检验方法,其特征在于,所述设定待检验鸡舍通风检测的初始边界条件,根据所述三维数模和所述初始边界条件模拟获取待检验鸡舍的空气流场模拟仿真分布图,包括以下步骤:
4.根据权利要求3所述的一种用于密闭式鸡舍的仿真检验方法,其特征在于,所述将所述三维数模分割为若干仿真模块,包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的一种用于密闭式鸡舍的仿真检验方法,其特征在于,所述根据所述空气流场模拟仿真分布图分别获取各个所述仿真模块的通风边界条件,包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的一种用于密闭式鸡舍的仿真检验方法,其特征在于,所述构建所述仿真模块的等比例实物检测模型,根据所述实物检测模型获取气温仿真模型,包括以下步骤:
7.根据权利要求6所述的一种用于密闭式鸡舍的仿真检验方法,其特征在于,所述根据测试条件对所述等比例实物检测模型进行模拟实验,获取所述等比例实物检测模型在不同测试条件下的环境温度,包括以下步骤:
8.根据权利要求6所述的一种用于密闭式鸡舍的仿真检验方法,其特征在于,所述根据所述测试条件和环境温度拟合生成气温仿真模型,包括以下步骤:
9.根据权利要求8所述的一种用于密闭式鸡舍的仿真检验方法,其特征在于,所述根据所述气温仿真模型和各所述通风边界条件对鸡舍的养殖布局规划图进行调整优化,包括以下步骤:
10.根据权利要求9所述的一种用于密闭式鸡舍的仿真检验方法,其特征在于,所述根据各所述仿真温度对鸡舍的养殖布局规划图进行调整优化,包括以下步骤: