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、流体力学和三维热传导实现,输出温度场分布图,MATLAB案例

时间: 2023-07-10 18:34:59 浏览: 40
好的,下面是一个基于 MATLAB 的通风情况下的日光温室温度动态模型的示例代码: ```matlab % 温室结构参数 L = 20; % 温室长度 W = 10; % 温室宽度 H = 3; % 温室高度 d = 0.1; % 温室墙体厚度 k = 0.05; % 温室墙体导热系数 % 温室内外环境参数 T_in = 20; % 温室内部初始温度 T_out = 10; % 温室外部初始温度 RH_in = 70; % 温室内部初始相对湿度 RH_out = 50; % 温室外部初始相对湿度 I = 1000; % 光照强度 T_soil = 15; % 土壤温度 RH_soil = 60; % 土壤相对湿度 E_p = 0.5; % 植物蒸腾率 E_v = 0.3; % 蒸发散热率 % 大气参数 alpha = 0.8; % 大气透明度 v = 2; % 风速 theta = 45; % 风向,以度数表示 % 离散化温室内部 nx = 50; % x 方向网格数 ny = 25; % y 方向网格数 nz = 10; % z 方向网格数 dx = L / nx; % x 方向网格大小 dy = W / ny; % y 方向网格大小 dz = H / nz; % z 方向网格大小 x = linspace(0, L, nx); y = linspace(0, W, ny); z = linspace(0, H, nz); [X, Y, Z] = meshgrid(x, y, z); % 初始化温度场 T = ones(ny, nx, nz) * T_in; % 时间步长和总时间 dt = 60; % 时间步长,单位为秒 t_end = 3600 * 24; % 总时间,单位为秒 % 主循环 for t = 0:dt:t_end % 计算通风效应 u = v * cosd(theta); v = v * sind(theta); Q = 0.5 * alpha * I * (1 - exp(-0.7 * W)) * W * H; m_dot = Q / (1.005 * (T_in - T_out)); rho = 1.2; u_in = m_dot / (rho * W * H); u_out = u; u_avg = (u_in + u_out) / 2; % 计算温度场 for i = 2:nx-1 for j = 2:ny-1 for k = 2:nz-1 % 计算热传导项 dTdx = (T(j, i+1, k) - 2 * T(j, i, k) + T(j, i-1, k)) / dx^2; dTdy = (T(j+1, i, k) - 2 * T(j, i, k) + T(j-1, i, k)) / dy^2; dTdz = (T(j, i, k+1) - 2 * T(j, i, k) + T(j, i, k-1)) / dz^2; k_eff = k / d; q = -k_eff * (dTdx + dTdy + dTdz); % 计算对流项 rho = 1.2; c_p = 1005; h_c = 10.45 * abs(u_avg)^(2/3) * (T(j, i, k) - T_out)^(1/3); q_c = -h_c * (T(j, i, k) - T_out) / (rho * c_p); % 计算蒸发散热和植物蒸腾项 E_v = 0.3; E_p = 0.5; h_v = 2454.5 * exp((17.27 * T(j, i, k)) / (T(j, i, k) + 237.3)) * (RH_in - RH_out) / 100; q_v = -h_v * E_v / (rho * c_p); h_p = 2454.5 * exp((17.27 * T(j, i, k)) / (T(j, i, k) + 237.3)) * (RH_in - RH_out) / 100; q_p = -h_p * E_p / (rho * c_p); % 更新温度场 T(j, i, k) = T(j, i, k) + (q + q_c + q_v + q_p) * dt; end end end % 可视化温度场 slice(X, Y, Z, T, L/2, W/2, H/2); xlabel('x (m)'); ylabel('y (m)'); zlabel('z (m)'); title(sprintf('Temperature Distribution at t = %d s', t)); colorbar; pause(0.1); end ``` 这段代码是一个基本的通风情况下的日光温室温度动态模型,其中包含了温室结构参数、温室内外环境参数、大气参数等。在代码中,我们采用了有限差分法对温室内部进行离散化,并使用欧拉法对模型进行求解。同时,我们还考虑了通风效应、热传导、对流、蒸发散热和植物蒸腾等因素对温度场的影响,并将温度分布图以三维可视化的方式呈现出来。

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