Development of an open-source integrated workflow for airflow simulation and virtual reality visualisation in mushroom cultivation facilities
Kai Liu · Fengyun Wang · Lei An 等 7 人
开发开源CFD与VR集成工作流，用于蘑菇出菇房气流模拟与沉浸式可视化分析。
用Blender、OpenFOAM、ParaView构建CFD-VR工作流，并实
单独增加风量、改挡板或调风机射流仅局部改善气流，无法整体均匀优化。
可结合传感器实时数据与VR/CFD数字孪生，实现菇房通风自适应调控与多目标优化。
开源CFD与VR融合的蘑菇房通风优化工作流，方法新颖、验证扎实，对设施农业环境调控有实用参考价值。
有效的通风对于维持大型封闭式蘑菇出菇房内稳定、均匀的微气候至关重要，而计算流体力学（CFD）为分析和优化气流分布提供了一种经济便捷的方法。本研究提出了一种基于开源软件（包括Blender、OpenFOAM和ParaView）的CFD模拟与虚拟现实（VR）可视化集成工作流程，以实现对蘑菇出菇房内气流特性的沉浸式分析。采用一个实际运行的工业规模出菇房验证了模拟的可行性。设计了四种改造通风方案并进行了模拟，以考察在高密度种植条件下挡板结构和进出口布置的影响。通过纳入详细结构特征对CFD前处理模型进行了细化，并将气流云图、流线和矢量场集成到VR支持的室内可视化环境中。模拟温度与实测值吻合良好，速度场也再现了实测的空间变化趋势。结果表明，增大通风量、改变挡板结构或调整上部循环风扇的射流方向，可在局部增强气流速度或改善蘑菇冠层特定区域的均匀性；然而，若不直接向种植区域送风，上述任何单一措施均无法全面、均匀地改善整体气流条件。此外，还开发了一个Blender插件，通过ParaView导入OpenFOAM结果以促进气流可视化。该工作流程有助于直观检查复杂多层栽培系统中的气流状况，为评估蘑菇出菇房通风策略提供了一种实用且灵活的方法。