不通风情况下的日光温室温度动态机理模型,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、空气流动速度、散热系数、风向等参数,输出温度随时间变化曲线图,MATLAB完整代码案例实现
时间: 2023-07-03 10:09:44 浏览: 44
以下是一个在MATLAB中实现的不通风情况下的日光温室温度动态机理模型的完整代码案例。
```matlab
% 温室结构参数
L = 12; % 温室长度(m)
W = 8; % 温室宽度(m)
H = 3; % 温室高度(m)
h1 = 0.5; % 南墙高度(m)
h2 = 2; % 北墙高度(m)
d1 = 0.2; % 南墙厚度(m)
d2 = 0.2; % 北墙厚度(m)
d3 = 0.1; % 顶棚厚度(m)
d4 = 0.1; % 地面厚度(m)
k1 = 0.8; % 南北墙导热系数(W/(m*K))
k2 = 0.8; % 顶棚导热系数(W/(m*K))
k3 = 1.5; % 土壤导热系数(W/(m*K))
alpha = 0.9; % 散热系数(W/(m^2*K))
% 气象参数
Tout = 10:0.1:30; % 外部温度(摄氏度)
Hout = 0.5:0.1:1; % 外部湿度(相对湿度)
I = 200:100:1000; % 光照强度(W/m^2)
Ts = 15; % 土壤温度(摄氏度)
Hs = 0.6; % 土壤湿度(相对湿度)
E = 0.2; % 植物蒸腾率(m^2/s)
Qe = 0.5; % 其他蒸发散热(W/m^2)
tau = 0.8; % 大气透明度
v = 1:0.5:5; % 风速(m/s)
u = 0.5:0.1:1.5; % 空气流动速度(m/s)
theta = 0:10:180; % 风向(度)
% 计算参数
A1 = L*H; % 南北墙面积(m^2)
A2 = W*H; % 东西墙面积(m^2)
A3 = L*W; % 顶棚面积(m^2)
A4 = A3; % 地面面积(m^2)
V = L*W*H; % 温室体积(m^3)
rho = 1.2; % 空气密度(kg/m^3)
Cp = 1005; % 空气比热容(J/(kg*K))
sigma = 5.67e-8; % 斯特藩-玻尔兹曼常数(W/(m^2*K^4))
Tin = zeros(length(Tout), length(Hout), length(I), length(v), length(u), length(theta)); % 温室内温度(摄氏度)
% 循环计算温室内温度
for i = 1:length(Tout)
for j = 1:length(Hout)
for k = 1:length(I)
for l = 1:length(v)
for m = 1:length(u)
for n = 1:length(theta)
% 计算辐射量
I0 = I(k)*tau*cosd(theta(n));
R1 = I0*(1-alpha)*A1;
R2 = I0*(1-alpha)*A2;
R3 = I0*(1-alpha)*A3;
R4 = I0*(1-alpha)*A4;
Qr = sigma*(Tout(i)+273.15)^4*(R1+R2+R3+R4);
% 计算对流量
Qc = rho*Cp*u(m)*(Tout(i)-Tin(i,j,k,l,m,n))*A1;
% 计算传导量
Qd1 = k1*A1*(Tout(i)-Tin(i,j,k,l,m,n))/d1;
Qd2 = k1*A1*(Tout(i)-Tin(i,j,k,l,m,n))/d2;
Qd3 = k2*A3*(Tout(i)-Tin(i,j,k,l,m,n))/d3;
Qd4 = k3*A3*(Ts-Tin(i,j,k,l,m,n))/d4;
% 计算蒸发散热量
Qe1 = Qe*A1;
Qe2 = E*(Tin(i,j,k,l,m,n)-Tout(i))*A1;
% 计算总散热量
Q = Qr+Qc+Qd1+Qd2+Qd3+Qd4+Qe1+Qe2;
% 计算温室内温度
Tin(i,j,k,l,m,n) = Tin(i,j,k,l,m,n)+(Q/(rho*Cp*V));
end
end
end
end
end
end
% 绘制温度随时间变化曲线图
figure
plot(Tout, squeeze(Tin(:,1,1,1,1,1)), 'LineWidth', 2)
xlabel('外部温度(摄氏度)')
ylabel('温室内温度(摄氏度)')
title('温度随时间变化曲线图')
grid on
```
在这个代码案例中,我们首先定义了温室的结构参数和气象参数。然后,我们使用嵌套循环计算了不同气象条件下的温室内温度。最后,我们绘制了温度随时间变化的曲线图。
需要注意的是,这个模型的计算结果可能与实际情况存在一定的差异。因此,在设计和使用温室时,需要根据实际情况进行合理的调整和优化。
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