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为提高微型植物工厂内部温度分布均匀性、降低隔热材料成本,对隔热材料的保温性能和微型植物工厂微环境进行仿真和试验研究,提出了优化隔热材料和提高温度均匀性的方法。本文对微型植物工厂的热平衡进行了分析;研究了植物工厂中微环境与生菜生长的相互影响;利用ANSYS软件对隔热材料进行了仿真和优选;通过计算流体力学（CFD）技术模拟不同循环风速下微型植物工厂内部速度场和温度场分布情况,确定了最优的循环风速组合模式,并在微型植物工厂种植生菜进行了试验验证。具体研究工作如下:（1）微型植物工厂热平衡及其数值分析模型。以江苏大学MPF-700型微型植物工厂为研究对象,对微型植物工厂的热源进行了分析,根据微型植物工厂各部分热量表达式及热量平衡方程建立了微型植物工厂的动态热量模型,并对其气流流动控制方程和湍流输运方程进行了选用,为微型植物工厂内部流场的分析提供理论依据。（2）植物工厂中微环境与生菜生长的相互影响。设置温度为T1（18℃）、T2（22℃）、T3（26℃）3个水平,湿度为H1（40%）、H2（60%）、H3（80%）3个水平,循环风速为W1(0 m?s-1)、W2(0.6 m?s-1)、W3(1.2 m?s-1)、W4(1.8 m?s-1)4个水平,研究了生菜不同生长时期在不同温度、湿度和循环风速条件对生菜净光合速率和蒸腾速率的影响。试验结果表明,温度、湿度和循环风速对生菜的光合特性具有显著影响,考虑温度、湿度和循环风速的耦合作用,苗期、生长发育期和收获期最大净光合速率的处理分别为W4H2T3、W4H2T3和W4H2T2,最大蒸腾速率的处理分别为W4H1T1、W4H1T1和W4H1T1。（3）微型植物工厂隔热材料的优化设计。通过ANSYS有限元分析,模拟了冬季热量通过隔热材料向室外传递和和夏季热量通过隔热材料向室内传递情况下,不同厚度的单层隔热材料的温度场分布和热通量。根据微型植物工厂的隔热需求函数确定了各自的适用厚度范围,结合节能指标确定了最佳单层隔热材料。通过单因素仿真试验和均匀试验研究了总厚度、材料顺序、组合方式以及两材料厚度比值对隔热材料隔热性能的影响。确定了两材料厚度比例为0.8,外侧材料为岩棉保温板,内侧材料为酚醛保温板,总厚度为20mm是MPF-700型微型植物工厂的最佳隔热材料,其隔热性能满足微型植物工厂隔热要求,且成本要低于单层材料和其他双层材料组合。（4）微型植物工厂的微环境优化设计。建立了微型植物工厂三维模型并通过CFD技术进行了模拟计算。设置上高下低（上层风速V上=1.88）?-1,中层风速V中=1.2 m?s-1,下层风速V下=0.6 m?s-1)、下高上低(V上=1.8 m?s-1,V中=1.2 m?s-1,V下=0.6 m?s-1)和等速(V上=V中=V下=1.2 m?s-1)3种气流循环方式进行模拟仿真,分析了微型植物工厂在上、中、下三层设置为不同循环风速条件下的气流场和温度场,发现上低下高的气流和温度均匀性最好。对3种气流循环方式的进行了试验验证,试验结果表明微型植物工厂内部的最优气流循环方式为上低下高,微型植物工厂内部3层温度更均匀。