通风情况下的日光温室湿度分布模型,利用三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,输出湿度分布图。matlab 正确的代码实现案例
时间: 2023-10-20 18:08:44 浏览: 104
不同长度材料中的一维瞬态热传导,使用户能够分析随时间和空间变化的温度分布附matlab代码.zip
这是一个比较复杂的问题,需要涉及到热传导、湍流流动、物质传递等多个方面的知识。以下是一个简单的示例代码,供参考:
```matlab
% 定义常数
Lx = 10; % 温室长度
Ly = 5; % 温室宽度
Lz = 3; % 温室高度
dx = 0.1; % 空间步长
dy = 0.1;
dz = 0.1;
dt = 10; % 时间步长
Kx = 0.1; % 热传导系数
Ky = 0.1;
Kz = 0.1;
rho = 1.2; % 空气密度
Cp = 1000; % 空气比热容
lambda = 0.026; % 空气动力粘度系数
g = 9.8; % 重力加速度
alpha = 2.5e-5; % 空气热膨胀系数
beta = 7.5e-4; % 水蒸气热膨胀系数
% 定义初始条件
T0 = 20; % 初始温度
H0 = 50; % 初始湿度
U0 = 0; % 初始风速
P0 = 100000; % 初始压强
% 定义边界条件
T_left = 10; % 左边界温度
T_right = 30; % 右边界温度
T_top = 20; % 上边界温度
T_bottom = 20; % 下边界温度
H_in = 80; % 入口湿度
U_in = 1; % 入口风速
% 初始化数组
nx = Lx/dx+1; % x方向网格数
ny = Ly/dy+1; % y方向网格数
nz = Lz/dz+1; % z方向网格数
T = ones(nx,ny,nz)*T0; % 温度数组
H = ones(nx,ny,nz)*H0; % 湿度数组
U = ones(nx,ny,nz)*U0; % 风速数组
P = ones(nx,ny,nz)*P0; % 压强数组
% 进行时间迭代
for t = 1:1000
% 计算温度
for i = 2:nx-1
for j = 2:ny-1
for k = 2:nz-1
T(i,j,k) = T(i,j,k) + Kx*(T(i+1,j,k)-2*T(i,j,k)+T(i-1,j,k))/dx^2 + Ky*(T(i,j+1,k)-2*T(i,j,k)+T(i,j-1,k))/dy^2 + Kz*(T(i,j,k+1)-2*T(i,j,k)+T(i,j,k-1))/dz^2;
end
end
end
% 处理边界条件
T(1,:,:) = T_left;
T(nx,:,:) = T_right;
T(:,1,:) = T_bottom;
T(:,ny,:) = T_top;
% 计算湿度
for i = 2:nx-1
for j = 2:ny-1
for k = 2:nz-1
H(i,j,k) = H(i,j,k) + (U(i,j,k)*rho*(H_in-H(i,j,k))-rho*Cp*H(i,j,k)*(T(i,j,k)-T(i-1,j,k))/dx)/P(i,j,k)/beta*dt;
end
end
end
% 处理边界条件
H(1,:,:) = H_in;
H(nx,:,:) = H_in;
H(:,1,:) = H_in;
H(:,ny,:) = H_in;
% 计算风速
for i = 2:nx-1
for j = 2:ny-1
for k = 2:nz-1
U(i,j,k) = U(i,j,k) + (-lambda*(U(i+1,j,k)-2*U(i,j,k)+U(i-1,j,k))/dx^2-lambda*(U(i,j+1,k)-2*U(i,j,k)+U(i,j-1,k))/dy^2-lambda*(U(i,j,k+1)-2*U(i,j,k)+U(i,j,k-1))/dz^2+rho*g*alpha*(T(i,j,k)-T(1,j,k))/T(1,j,k)-rho*U(i,j,k)*(U(i,j,k)-U(i-1,j,k))/dx-rho*U(i,j,k)*(U(i,j,k)-U(i,j-1,k))/dy-rho*U(i,j,k)*(U(i,j,k)-U(i,j,k-1))/dz)/rho*dt;
end
end
end
% 处理边界条件
U(1,:,:) = U_in;
U(nx,:,:) = U_in;
U(:,1,:) = 0;
U(:,ny,:) = 0;
% 计算压强
for i = 2:nx-1
for j = 2:ny-1
for k = 2:nz-1
P(i,j,k) = P(i,j,k) + (-U(i,j,k)*rho*(P(i,j,k)-P(i-1,j,k))/dx)/rho*dt;
end
end
end
% 处理边界条件
P(1,:,:) = P0;
P(nx,:,:) = P0;
P(:,1,:) = P0;
P(:,ny,:) = P0;
end
% 绘制湿度分布图
[X,Y,Z] = meshgrid(0:dx:Lx,0:dy:Ly,0:dz:Lz);
slice(X,Y,Z,H,[Lx/2,Lx],[Ly/2,Ly],Lz/2);
xlabel('x(m)');
ylabel('y(m)');
zlabel('z(m)');
colorbar;
```
这段代码只是一个简单的示例,实际的模型可能需要更复杂的参数和边界条件。同时,为了加快计算速度,可能需要使用更高级的数值算法,如隐式差分法和多重网格法。
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