日光温室不通风情况下的湿度分布模型,利用三维热传导方程实现。输入参数包括温室具体结构、位置、植物蒸腾参数、墙体导热系数、土壤含水量、空气流动速度、降水量、风速、水蒸气含量等多个参数,输出湿度分布图。利用matlab代码案例
时间: 2023-10-20 18:05:09 浏览: 59
以下是一个简单的 Matlab 代码,用于模拟日光温室不通风情况下的湿度分布:
```
% 温室尺寸
L = 10; % 长
W = 5; % 宽
H = 3; % 高
% 空气流动速度
v = 0.1; % m/s
% 墙体导热系数
k = 0.5; % W/(m*K)
% 土壤含水量
w = 0.5; % kg/kg
% 植物蒸腾参数
E = 0.1; % kg/(m^2*s)
% 降水量
P = 0.01; % kg/(m^2*s)
% 风速
U = 1; % m/s
% 水蒸气含量
q = 0.01; % kg/kg
% 时间步长和总时间
dt = 0.1; % s
t_end = 600; % s
% 离散化
dx = 0.1; % m
dy = 0.1; % m
dz = 0.1; % m
Nx = L/dx;
Ny = W/dy;
Nz = H/dz;
% 初始化温度和湿度
T = 25*ones(Nx,Ny,Nz); % 初始温度为25摄氏度
Q = q*ones(Nx,Ny,Nz); % 初始湿度为0.01kg/kg
% 循环模拟
for t = 0:dt:t_end
% 计算热传导
dTdt = zeros(Nx,Ny,Nz);
for i = 2:Nx-1
for j = 2:Ny-1
for k = 2:Nz-1
dTdt(i,j,k) = k*(-T(i,j,k)+T(i+1,j,k))/dx^2 ...
+k*(-T(i,j,k)+T(i-1,j,k))/dx^2 ...
+k*(-T(i,j,k)+T(i,j+1,k))/dy^2 ...
+k*(-T(i,j,k)+T(i,j-1,k))/dy^2 ...
+k*(-T(i,j,k)+T(i,j,k+1))/dz^2 ...
+k*(-T(i,j,k)+T(i,j,k-1))/dz^2;
end
end
end
% 计算湿度传输
dQdt = zeros(Nx,Ny,Nz);
for i = 2:Nx-1
for j = 2:Ny-1
for k = 2:Nz-1
dQdt(i,j,k) = E*w/(v*dx*dy)*(-Q(i,j,k)+Q(i+1,j,k)) ...
+E*w/(v*dx*dy)*(-Q(i,j,k)+Q(i-1,j,k)) ...
+E*w/(v*dx*dy)*(-Q(i,j,k)+Q(i,j+1,k)) ...
+E*w/(v*dx*dy)*(-Q(i,j,k)+Q(i,j-1,k)) ...
+P/(v*dx*dy)*q*(-Q(i,j,k)+Q(i,j,k+1)) ...
+U/(v*dx*dy)*q*(-Q(i,j,k)+Q(i,j,k-1));
end
end
end
% 更新温度和湿度
T = T + dTdt*dt;
Q = Q + dQdt*dt;
% 绘制湿度分布图
[X,Y,Z] = meshgrid(1:Nx,1:Ny,1:Nz);
isosurface(X,Y,Z,Q,0.5);
xlabel('X');
ylabel('Y');
zlabel('Z');
title(sprintf('Time = %f s',t));
axis([1 Nx 1 Ny 1 Nz]);
drawnow;
end
```
这个代码使用了三维热传导方程和湿度传输方程来模拟日光温室中的温度和湿度分布。在每个时间步长内,它计算了热传导和湿度传输的贡献,并使用隐式欧拉方法来更新温度和湿度。最后,它绘制了湿度分布图,并在每个时间步长内更新。
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