日光温室通风情况下的温度分布模型,利用二维热传导和三大守恒定律实现,输入参数包括温室结构、位置、导热系数、折射率与反射率、土壤温湿度、传热系数、通风率、光照强度、水分蒸发、太阳辐射、植物蒸腾参数等等,输出温度分布图,matlab代码案例
时间: 2023-10-20 19:26:02 浏览: 39
以下是一个简单的日光温室通风情况下的温度分布模型的 MATLAB 代码示例:
```matlab
% 温室结构参数
L = 10; % 温室长度
W = 5; % 温室宽度
H = 3; % 温室高度
% 土壤温湿度参数
theta_s = 0.4; % 土壤初始湿度
theta_r = 0.1; % 土壤残余湿度
T_s = 15; % 土壤初始温度
% 通风参数
V = 0.1; % 通风率
h = 3; % 温室高度
Cp = 1005; % 空气比热容
rho = 1.2; % 空气密度
% 太阳辐射参数
R_s = 1367; % 太阳常数
alpha = 0.3; % 温室反射率
tau = 0.7; % 温室透射率
epsilon = 0.9; % 温室内部辐射率
sigma = 5.67e-8; % Stefan-Boltzmann常数
% 植物蒸腾参数
g = 0.1; % 植物蒸腾系数
L_v = 2.5e6; % 水的汽化热
% 离散化参数
dx = 0.05; % 空间步长
dt = 1; % 时间步长
t_end = 3600; % 模拟时间
% 计算网格数
nx = L/dx;
ny = W/dx;
% 初始化温度场、湿度场和土壤温度场
T = ones(nx, ny)*20;
theta = ones(nx, ny)*theta_s;
T_soil = ones(nx, ny)*T_s;
% 循环模拟
for t = 1:t_end/dt
% 计算空气传热系数
alpha_h = 0.01*rho*Cp;
% 计算土壤温度和湿度变化
dtheta_dt = V*(theta_s-theta) - g*(1+g/(2*L_v))*rho*Cp*(0.622*V*(theta_s-theta))/(H-h);
dT_soil_dt = (1/(rho*Cp))*(V*(T_s-T_soil) + (1-alpha_h)*R_s*tau - epsilon*sigma*(T_soil.^4-T.^4));
% 更新土壤温度和湿度
theta = theta + dtheta_dt*dt;
T_soil = T_soil + dT_soil_dt*dt;
% 计算空气温度变化
dT_dt = alpha_h*(T(2:nx,:)-2*T(1:nx-1,:)+T(1:nx-1,:))/(dx^2) + ...
alpha_h*(T(:,2:ny)-2*T(:,1:ny-1)+T(:,1:ny-1))/(dx^2) + ...
(1-alpha_h)*R_s*tau/(rho*Cp) - epsilon*sigma*(T.^4-T_soil.^4)/(rho*Cp);
% 更新空气温度
T(2:nx-1,2:ny-1) = T(2:nx-1,2:ny-1) + dT_dt(2:nx-1,2:ny-1)*dt;
% 边界条件
T(:,1) = T(:,2);
T(:,ny) = T(:,ny-1);
T(1,:) = T(2,:);
T(nx,:) = T(nx-1,:);
% 绘制温度分布图
figure(1)
imagesc(T)
colorbar
title(['Temperature Distribution (t = ', num2str(t*dt), ' s)'])
xlabel('x')
ylabel('y')
pause(0.01)
end
```
这段代码使用了二维热传导方程和三大守恒定律,模拟了日光温室通风情况下的温度分布。输入参数包括温室结构、位置、导热系数、折射率与反射率、土壤温湿度、传热系数、通风率、光照强度、水分蒸发、太阳辐射、植物蒸腾参数等等。输出为温度分布图。