不通风情况下的日光温室温度动态模型,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、风向等参数,利用控制模型三大守恒定律、二维热传导方程实现,输出温度随时间变化曲线图和温度分布图,MATLAB具体代码案例实现
时间: 2023-07-03 10:22:25 浏览: 146
以下是一个基于MATLAB实现的不通风情况下的日光温室温度动态模型:
```matlab
% 温室参数设置
L = 5; % 温室长度,单位m
W = 3; % 温室宽度,单位m
H = 2.5; % 温室高度,单位m
d = 0.1; % 温室墙体厚度,单位m
k = 0.2; % 温室墙体导热系数,单位W/(m*K)
S = L * W; % 温室地面面积,单位m^2
V = L * W * H; % 温室体积,单位m^3
% 初始参数设置
T0 = 20; % 初始温度,单位℃
Tin = 25; % 温室内部温度,单位℃
Tout = 10; % 温室外部温度,单位℃
RHin = 50; % 温室内部相对湿度,单位%
RHout = 40; % 温室外部相对湿度,单位%
I = 1000; % 光照强度,单位W/m^2
Ts = 20; % 土壤温度,单位℃
RHs = 50; % 土壤相对湿度,单位%
E = 100; % 植物蒸腾和蒸发散热,单位W/m^2
AtmTrans = 0.7; % 大气透明度
v = 2; % 风速,单位m/s
theta = 45; % 风向,单位°
% 时间参数设置
t0 = 0; % 初始时间,单位s
tf = 3600*24*30; % 模拟时间,单位s
dt = 60; % 时间步长,单位s
t = t0:dt:tf;
n = length(t);
% 空间参数设置
nx = 50; % x方向离散点数
ny = 30; % y方向离散点数
dx = L/nx; % x方向网格尺寸,单位m
dy = W/ny; % y方向网格尺寸,单位m
x = linspace(0, L, nx); % x方向网格
y = linspace(0, W, ny); % y方向网格
[X, Y] = meshgrid(x, y);
% 初始化温度场和湿度场
T = T0 * ones(ny, nx);
RH = RHout * ones(ny, nx);
% 循环计算温度场和湿度场
for i = 2:n
% 计算温度场
for j = 1:ny
for k = 1:nx
if j == 1 % 温室地面
T(j, k) = Ts;
elseif j == ny % 温室顶部
T(j, k) = Tout;
elseif k == 1 % 温室左侧墙壁
T(j, k) = T(j, k+1);
elseif k == nx % 温室右侧墙壁
T(j, k) = T(j, k-1);
else % 内部空间
qx = -k * k * (T(j, k) - T(j, k-1)) / dx;
qy = -k * k * (T(j, k) - T(j-1, k)) / dy;
T(j, k) = T(j, k) + (qx + qy) / (rho * c * V) * dt;
end
end
end
% 计算湿度场
for j = 1:ny
for k = 1:nx
if j == 1 % 温室地面
RH(j, k) = RHs;
elseif j == ny % 温室顶部
RH(j, k) = RHout;
elseif k == 1 % 温室左侧墙壁
RH(j, k) = RH(j, k+1);
elseif k == nx % 温室右侧墙壁
RH(j, k) = RH(j, k-1);
else % 内部空间
q = -k * k * (RH(j, k) - RH(j-1, k)) / dy;
RH(j, k) = RH(j, k) + q / (rho * V) * dt;
end
end
end
% 绘制温度分布图
figure(1);
surf(X, Y, T);
title('温度分布图');
xlabel('x (m)');
ylabel('y (m)');
zlabel('温度 (℃)');
axis([0 L 0 W 0 50]);
view(2);
colorbar;
drawnow;
end
% 绘制温度随时间变化曲线图
figure(2);
plot(t, T(:, round(nx/2)));
title('温度随时间变化曲线图');
xlabel('时间 (s)');
ylabel('温度 (℃)');
axis([t0 tf 0 50]);
```
需要注意的是,这只是一个简单的示例模型,还有很多参数和因素没有考虑到,实际应用中需要根据具体情况进行调整和优化。
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