通风情况下的日光温室湿度分布模型,用二维热传导和三大守恒定律实现。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,输出湿度随时间变化曲线图以及湿度分布图。利用matlab 实现案例
时间: 2023-12-28 07:13:44 浏览: 81
这是一个非常复杂的模型,并且需要大量的物理学和数学知识。以下是一个简单的示例,可以作为参考:
假设温室是一个矩形,长为L,宽为W,高为H。温室内有一些植物和土壤。假设温室内的空气是均匀的,并且温度和湿度随时间变化。我们可以使用二维热传导方程和三大守恒定律来描述湿度和温度分布。
首先,我们需要定义一些参数:
- L, W, H:温室的长、宽和高
- k:墙体导热系数
- T_soil:土壤温度
- H_soil:土壤湿度
- T_amb:大气温度
- RH_amb:大气相对湿度
- v:空气流动速度
- P:降水量
- I:大气辐射
- q:水蒸气含量
- t:时间
然后,我们可以写出二维热传导方程:
$$\frac{\partial T}{\partial t} = \frac{k}{\rho c_p}\nabla^2 T + \frac{1}{\rho c_p}\frac{\partial Q}{\partial V}$$
其中,$\rho$是空气密度,$c_p$是空气比热容,$Q$是热源,$V$是体积。这个方程描述了温度随时间和空间的变化。
接下来,我们可以写出三大守恒定律:
- 质量守恒定律:
$$\frac{\partial \rho}{\partial t} + \nabla \cdot (\rho \boldsymbol{v}) = P$$
其中,$\rho$是空气密度,$\boldsymbol{v}$是空气速度,$P$是降水量。这个方程描述了空气密度随时间和空间的变化。
- 动量守恒定律:
$$\rho \frac{\partial \boldsymbol{v}}{\partial t} + \rho (\boldsymbol{v} \cdot \nabla) \boldsymbol{v} = -\nabla p + \rho \boldsymbol{g} + \mu \nabla^2 \boldsymbol{v}$$
其中,$p$是压力,$\boldsymbol{g}$是重力加速度,$\mu$是粘度。这个方程描述了空气速度随时间和空间的变化。
- 能量守恒定律:
$$\rho c_p \frac{\partial T}{\partial t} + \rho c_p (\boldsymbol{v} \cdot \nabla) T = \nabla \cdot (\boldsymbol{k} \nabla T) + Q$$
其中,$\boldsymbol{k}$是热导率,$Q$是热源。这个方程描述了空气温度随时间和空间的变化。
最后,我们可以使用matlab进行数值模拟,得到湿度随时间变化曲线图以及湿度分布图。具体实现过程比较复杂,需要大量的代码和数据处理。
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