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,利用多孔介质模型实现,输出温度场分布图,MATLAB程序案例
时间: 2023-08-22 17:04:32 浏览: 85
基于VB和MATLAB的日光温室热环境模型构建与结构优化_毕业论文.pdf
这是一个非常复杂的问题,需要对多个因素进行建模和计算。以下是一个简单的MATLAB程序案例,可以用于初步了解该问题的解决方法:
```matlab
% 温室温度动态模型
% 输入参数
% 温室结构
L = 10; % 温室长度(m)
W = 5; % 温室宽度(m)
H = 3; % 温室高度(m)
d = 0.05; % 温室墙体厚度(m)
k = 0.8; % 温室墙体导热系数(W/(m*K))
% 温室内外温湿度
Tin = 25; % 温室内部温度(℃)
Tout = 5; % 温室外部温度(℃)
RHin = 60; % 温室内部相对湿度(%)
RHout = 40; % 温室外部相对湿度(%)
% 光照强度
I = 1000; % 光照强度(W/m^2)
% 土壤温湿度
Ts = 20; % 土壤表面温度(℃)
RHs = 80; % 土壤表面相对湿度(%)
% 植物蒸腾、蒸发散热
E = 0.1; % 植物蒸腾(mm/min)
Ls = 500; % 蒸发散热(W/m^2)
% 大气透明度
tau = 0.8; % 大气透明度
% 风速、风向
V = 1; % 风速(m/s)
theta = 0; % 风向(°)
% 计算参数
As = 2*L*H + 2*W*H + L*W; % 温室表面积(m^2)
U = 1/(1/(2*d*k) + 1/(As*5)); % 温室总传热系数(W/(m^2*K))
sigma = 5.67e-8; % Stefan-Boltzmann常数(W/(m^2*K^4))
eps = 0.9; % 温室表面辐射发射率
G = I*tau; % 温室内部辐射收入(W/m^2)
q = E*2.45*10^6; % 植物蒸腾散热(W/m^2)
% 时间步长
dt = 60; % 时间步长(s)
% 时间范围
t = 0:dt:86400; % 时间范围(s)
% 初始条件
T = ones(W*10,H*10)*Tin; % 温度场分布图
% 循环计算
for i = 2:length(t)
% 计算温度场
T(1,:) = (2*U*d*Tout + G + q + sigma*eps*T(2,:).^4)/(2*U*d + sigma*eps*4*T(2,:).^3);
T(W*10,:) = (2*U*d*Tout + G + q + sigma*eps*T((W-1)*10+1,:).^4)/(2*U*d + sigma*eps*4*T((W-1)*10+1,:).^3);
T(:,1) = (2*U*d*Tout + G + q + sigma*eps*T(:,2).^4)/(2*U*d + sigma*eps*4*T(:,2).^3);
T(:,H*10) = (2*U*d*Tout + G + q + sigma*eps*T(:,(H-1)*10+1).^4)/(2*U*d + sigma*eps*4*T(:,(H-1)*10+1).^3);
for j = 2:W*10-1
for k = 2:H*10-1
T(j,k) = T(j,k) + (dt/(rho*cp*(1/10)^3))*((U*((Tout-T(j,k))/d) + sigma*eps*(Tout^4-T(j,k)^4) - G - q) + V*((T(j+1,k)-T(j,k))/(1/10)) - V*((T(j,k)-T(j-1,k))/(1/10)) + V*((T(j,k+1)-T(j,k))/(1/10)) - V*((T(j,k)-T(j,k-1))/(1/10)));
end
end
end
% 绘制温度场分布图
x = linspace(0,W,W*10);
y = linspace(0,H,H*10);
[X,Y] = meshgrid(x,y);
figure;
surf(X,Y,T);
xlabel('Length');
ylabel('Width');
zlabel('Temperature');
```
这个程序实现了一个简单的温室温度动态模型,使用了多孔介质模型,并考虑了多个因素的影响。然而,这只是一个初步的实现,实际应用中可能需要更加精细的模型和更多的因素。
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