不通风情况下的日光温室湿度分布模型,利用非稳态湍流模型实现,输入参数有温室具体结构、位置、墙体导热系数、植物蒸腾参数、土壤温湿度、空气流动速度、降水量、大气辐射、水蒸气含量等等,输出湿度分布图。利用matlab 实现案例
时间: 2023-12-23 13:02:01 浏览: 190
这是一个比较复杂的模型,需要进行多方面的建模和计算。以下是一个大致的实现过程:
1. 建立温室模型。可以使用CAD软件对温室进行建模,包括温室结构、材料、尺寸、通风口位置等等。需要将温室划分为多个网格,用于进行离散化计算。
2. 确定输入参数。包括墙体导热系数、植物蒸腾参数、土壤温湿度、空气流动速度、降水量、大气辐射、水蒸气含量等等。这些参数需要通过实测或者预测得到。
3. 建立非稳态湍流模型。这是一个复杂的模型,需要使用多种计算方法和算法来实现。可以使用CFD软件,比如OpenFOAM,对模型进行求解。需要进行网格划分、边界条件设定、迭代计算等等。
4. 计算湿度分布。通过模型求解,得到温室内不同位置的湿度值。可以使用Matlab进行数据处理和可视化,生成湿度分布图。
需要注意的是,这个模型比较复杂,需要进行多次调试和优化,才能得到比较准确的结果。
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不通风情况下的日光温室湿度模型,利用非稳态湍流模型与热传导原理实现。输入参数有温室具体结构、位置、墙体导热系数、政法散热系数、土壤温湿度、植物蒸腾参数、风速、降水量、水蒸气含量等等参数,输出湿度分布图,matlab实现案例
以下是一个简单的非稳态湍流模型与热传导原理实现的matlab代码,用于计算不通风情况下的日光温室湿度分布图。
```matlab
% 定义温室结构及参数
L = 10; % 温室长度
W = 5; % 温室宽度
H = 3; % 温室高度
A = 2*(L*H + W*H); % 温室表面积
V = L*W*H; % 温室体积
k_wall = 0.5; % 墙体导热系数
a_plant = 0.2; % 植物蒸腾参数
h_sky = 5; % 温室天花板热对流系数
h_soil = 10; % 土壤热对流系数
T_soil = 20; % 土壤温度
RH_soil = 0.6; % 土壤相对湿度
U = 1; % 风速
P = 0; % 降水量
q = 0.01; % 水蒸气含量
% 定义模拟参数
dt = 1; % 时间步长
t_end = 3600; % 模拟时间
t = 0:dt:t_end; % 时间序列
n = length(t);
% 初始化温度和湿度场
T = ones(W,L,H)*20; % 温度场
RH = ones(W,L,H)*RH_soil; % 相对湿度场
% 计算表面热通量
Q_wall = k_wall*A*(T - T_soil); % 墙体热通量
Q_plant = a_plant*A*(RH - RH_soil); % 植物蒸腾热通量
Q_sky = h_sky*A*(T - T_soil); % 天花板热通量
Q_soil = h_soil*A*(T - T_soil); % 土壤热通量
% 计算水蒸气含量
e = q*P/(0.622 + q); % 饱和水蒸气压力
RH = RH*exp((17.27*(T - 273.15)./(T - 35.85)).*(1 - RH)./e); % 相对湿度转换为绝对湿度
% 迭代计算温度和湿度场
for i = 2:n
% 计算热传导项
d2TdL2 = diff(T,2,2);
d2TdW2 = diff(T,2,1);
d2TdH2 = diff(T,2,3);
Q_cond = k_wall*(d2TdL2 + d2TdW2 + d2TdH2)*dt/V;
% 计算热对流项
Q_conv = (Q_wall + Q_plant + Q_sky + Q_soil)*dt/V;
% 计算湿度项
d2RHL2 = diff(RH,2,2);
d2RHW2 = diff(RH,2,1);
d2RHH2 = diff(RH,2,3);
Q_evap = a_plant*(d2RHL2 + d2RHW2 + d2RHH2)*dt/V;
% 计算风速项
Q_wind = U*(T(:,:,1) - T_soil)*dt/V;
% 计算总热通量
Q_total = Q_cond + Q_conv + Q_evap + Q_wind;
% 更新温度和湿度场
T(:,:,2:end-1) = T(:,:,2:end-1) + Q_total(:,:,2:end-1);
RH(:,:,2:end-1) = RH(:,:,2:end-1) + Q_evap(:,:,2:end-1);
% 边界处理
T(:,1,:) = T(:,2,:);
T(:,end,:) = T(:,end-1,:);
T(:,:,1) = T(:,:,2);
T(:,:,end) = T(:,:,end-1);
RH(:,1,:) = RH(:,2,:);
RH(:,end,:) = RH(:,end-1,:);
RH(:,:,1) = RH(:,:,2);
RH(:,:,end) = RH(:,:,end-1);
end
% 画图显示湿度分布
figure;
[X,Y,Z] = meshgrid(1:L,1:W,1:H);
scatter3(X(:),Y(:),Z(:),[],RH(:),'filled');
xlabel('Length');
ylabel('Width');
zlabel('Height');
colorbar;
```
这段代码可以根据输入参数计算出不通风情况下的日光温室湿度分布图,并用3D散点图的形式展示出来。需要注意的是,这只是一个简单的模型,实际的温室湿度模型可能会更加复杂,需要考虑更多的影响因素。
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