不通风情况下的日光温室湿度模型,利用非稳态湍流模型与热传导原理实现。输入参数有温室具体结构、位置、墙体导热系数、政法散热系数、土壤温湿度、植物蒸腾参数、风速、降水量、水蒸气含量等等参数,matlab实现案例
时间: 2023-10-20 17:06:55 浏览: 30
实现这个模型的过程比较复杂,需要涉及到非稳态湍流模型和热传导原理。下面是一个简单的示例,仅供参考。
首先,需要定义温室的几何结构和物理参数。假设温室是一个长方体结构,宽度为W,长度为L,高度为H。温室内的空气温度为T,湿度为RH。墙体的导热系数为k,散热系数为h。土壤温度为Tg,湿度为RHg。植物蒸腾参数为ET,风速为v,降水量为P,水蒸气含量为qv。
然后,需要使用非稳态湍流模型来计算温室内的湍流流场。这个模型比较复杂,需要使用一些数值方法来求解。在这里,我们可以使用matlab自带的pdepe函数来求解偏微分方程组。具体代码如下:
```
function [c,f,s] = greenhousepde(x,t,u,DuDx)
W = 5; % 温室宽度
L = 10; % 温室长度
H = 3; % 温室高度
k = 0.2; % 墙体导热系数
h = 0.1; % 墙体散热系数
Tg = 20; % 土壤温度
RHg = 0.5; % 土壤湿度
ET = 0.01; % 植物蒸腾参数
v = 1; % 风速
P = 0; % 降水量
qv = 0.01; % 水蒸气含量
c = [1; 1]; % 定义常微分方程组中的常数
f = [1; 1] .* DuDx; % 定义常微分方程组中的f函数
s = [1; 1] .* (k*(u(2)-T) - h*u(1)); % 定义常微分方程组中的s函数
end
```
然后,需要使用热传导原理来计算温室内的温度分布。这个过程比较简单,只需要使用matlab自带的ode45函数来求解常微分方程即可。具体代码如下:
```
function temperature = greenhouseode()
tspan = [0 100]; % 时间范围
x = linspace(0, 1, 50); % 空间范围
m = 0; % 初始温度梯度为0
sol = pdepe(m, @greenhousepde, @greenhouseic, @greenhousebc, x, tspan); % 求解偏微分方程组
temperature = sol(:,:,1); % 返回温度分布
end
function u0 = greenhouseic(x)
u0 = [20; 0.5]; % 初始条件,温度为20度,湿度为0.5
end
function [pl,ql,pr,qr] = greenhousebc(xl,ul,xr,ur,t)
pl = [0; 0]; % 左侧边界条件
ql = [1; 1]; % 左侧边界条件
pr = [0; 0]; % 右侧边界条件
qr = [1; 1]; % 右侧边界条件
end
```
最后,需要将温度分布可视化。具体代码如下:
```
temperature = greenhouseode();
surf(temperature);
xlabel('x');
ylabel('t');
zlabel('Temperature');
```
这个模型还可以进一步优化,例如加入植物生长模型、降水模型等等,使得模拟更加真实。