不通风情况下的日光温室湿度分布非稳态湍流模型,输入参数有温室具体结构、位置、墙体导热系数、植物蒸腾参数、土壤温湿度、空气流动速度、降水量、大气辐射、水蒸气含量等等,输出湿度分布图,matlab 实现案例
时间: 2023-10-20 09:07:36 浏览: 143
温室温湿度非线性控制器的设计与MATLAB仿真研究.pdf
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实现非稳态湍流模型需要对温室内气流的流动进行数值模拟,这可以使用计算流体力学(CFD)方法来完成。在此过程中,需要考虑的输入参数包括温室的几何形状、墙体材料的导热系数、植物蒸腾参数、土壤的温湿度、空气流动速度、降水量、大气辐射和水蒸气含量等等。
下面是一个使用MATLAB实现非稳态湍流模型的示例:
1. 定义温室几何形状和边界条件
```
% 温室尺寸
L = 10; % 温室长
W = 5; % 温室宽
H = 2.5; % 温室高
% 温室边界条件
Tout = 10; % 室外温度
Twall = 20; % 墙壁温度
Troof = 15; % 屋顶温度
```
2. 定义CFD模型参数
```
% 网格尺寸
dx = 0.1; % x方向网格尺寸
dy = 0.1; % y方向网格尺寸
dz = 0.1; % z方向网格尺寸
% 时间步长
dt = 0.1; % 时间步长
% 空气物理参数
rho = 1.2; % 空气密度
cp = 1005; % 空气比热容
k = 0.0265; % 空气热导率
mu = 1.8e-5; % 空气粘度
```
3. 定义初始条件和边界条件
```
% 初始温度场
T0 = 20*ones(L/dx+1,W/dy+1,H/dz+1);
% 边界条件
T0(1,:,:) = Twall; % 左侧墙
T0(end,:,:) = Twall; % 右侧墙
T0(:,1,:) = Twall; % 前侧墙
T0(:,end,:) = Twall; % 后侧墙
T0(:,:,1) = Tfloor; % 地面
T0(:,:,end) = Troof; % 屋顶
```
4. 计算CFD模型中的物理量
```
% 计算空气动力学量
U = zeros(L/dx+1,W/dy+1,H/dz+1); % 速度场
p = zeros(L/dx+1,W/dy+1,H/dz+1); % 压力场
% 计算湿度场
q = zeros(L/dx+1,W/dy+1,H/dz+1); % 湿度场
```
5. 使用CFD模型求解非稳态湍流模型
```
for n = 1:N
% 计算速度场
U = VelocitySolver(U,p,rho,mu,k,cp,dx,dy,dz,dt,T0);
% 计算压力场
p = PressureSolver(p,U,dx,dy,dz,dt);
% 计算温度场
T0 = TemperatureSolver(T0,dx,dy,dz,dt,rho,cp,k,U,Tout);
% 计算湿度场
q = HumiditySolver(q,dx,dy,dz,dt,rho,U,T0,qin,qout);
end
```
6. 绘制湿度分布图
```
% 绘制湿度分布图
[x,y,z] = meshgrid(0:dx:L,0:dy:W,0:dz:H);
figure
slice(x,y,z,q,L/2,W/2,0:dz:H)
xlabel('X')
ylabel('Y')
zlabel('Z')
title('湿度分布图')
colorbar
```
以上代码仅为示例,实际情况下需要根据具体的问题进行修改和优化。
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