不通风情况下的日光温室温度动态模型,输入参数温室结构、位置、墙体厚度和导热系数、温室内外温湿度、光照强度、土壤温湿度、植物蒸腾、蒸发散热、大气透明度、风速、风向等参数,利用控制模型、流体力学和湍流模型实现,输出温度分布图,MATLAB程序案例
时间: 2023-07-10 21:38:31 浏览: 42
以下是一个简单的MATLAB程序案例,用于模拟不通风情况下的日光温室温度动态模型,并输出温度分布图。
首先,定义输入参数:
```matlab
% 温室结构参数
length = 10; % 温室长度
width = 5; % 温室宽度
height = 3; % 温室高度
wall_thickness = 0.1; % 墙体厚度
wall_conductivity = 0.5; % 墙体导热系数
% 环境参数
outdoor_temp = 20; % 外部温度
outdoor_humidity = 0.5; % 外部湿度
solar_irradiance = 800; % 光照强度
soil_temp = 15; % 土壤温度
soil_humidity = 0.3; % 土壤湿度
plant_transpiration = 0.5; % 植物蒸腾
evaporative_heat_loss = 50; % 蒸发散热
atmospheric_transparency = 0.8; % 大气透明度
wind_speed = 5; % 风速
wind_direction = 30; % 风向
```
然后,定义模型参数:
```matlab
% 模型参数
air_capacity = 1.2; % 空气热容
radiation_coefficient = 5; % 辐射传热系数
convection_coefficient = 10; % 对流传热系数
wind_coefficient = 1; % 风速传热系数
time_step = 0.1; % 时间步长
simulation_time = 3600; % 模拟时间
```
接下来,定义初始条件和计算过程:
```matlab
% 初始条件
indoor_temp = 25; % 温室内部温度
ground_temp = 20; % 地面温度
% 计算过程
time = 0:time_step:simulation_time;
temp = zeros(length/0.1, width/0.1); % 温度分布矩阵
for t = time
% 计算辐射传热
radiation_heat_loss = radiation_coefficient * solar_irradiance;
% 计算对流传热
convection_heat_loss = convection_coefficient * (indoor_temp - outdoor_temp);
% 计算风速传热
wind_heat_loss = wind_coefficient * wind_speed * (indoor_temp - outdoor_temp) * cosd(wind_direction);
% 计算植物蒸腾引起的传热
transpiration_heat_loss = plant_transpiration * 2500;
% 计算蒸发散热
evaporative_heat_loss = evaporative_heat_loss * (indoor_temp - outdoor_temp) / 50;
% 计算空气温度
indoor_temp = indoor_temp + (radiation_heat_loss + transpiration_heat_loss + evaporative_heat_loss - convection_heat_loss - wind_heat_loss) * time_step / air_capacity;
% 计算地面温度
ground_temp = ground_temp + (radiation_heat_loss - ground_temp * wall_conductivity / wall_thickness) * time_step / (air_capacity * wall_thickness * wall_conductivity);
% 更新温度分布矩阵
temp = [indoor_temp * ones(length/0.1, 1), temp(:, 1:end-1)];
end
```
最后,绘制温度分布图:
```matlab
% 绘制温度分布图
x = 0:0.1:length;
y = 0:0.1:width;
[X, Y] = meshgrid(x, y);
surf(X, Y, temp);
xlabel('Length (m)');
ylabel('Width (m)');
zlabel('Temperature (°C)');
title('Temperature Distribution in Greenhouse');
```
这个程序可以模拟不通风情况下的日光温室温度动态模型,并输出温度分布图。当然,这只是一个简单的例子,实际应用中可能需要更加复杂的模型和参数。
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