日光温室不通风情况下温室湿度分布模型,利用二维热传导实现。输入参数包括温室具体结构、位置、墙体导热系数、植物蒸腾、水蒸气含量、降水量、空气流动速度、风速、大气辐射、气压等参数,输出湿度分布图,MATLAB正确代码实现案例

时间: 2023-10-20 11:10:27 浏览: 91
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基于MATLAB日光温室土壤二维传热模型的建立与应用_毕业论文.pdf

这个问题涉及到比较复杂的物理模型和计算方法,需要一定的物理学和数学基础。以下是一个简单的示例代码,供参考。 假设温室为矩形结构,长为L,宽为W,高为H。墙体导热系数为k,植物蒸腾速率为E,水蒸气含量为q,降水量为P,空气流动速度为v,大气辐射为R,气压为p。我们采用二维热传导方程来描述湿度分布: ∂T/∂t = k(∂^2T/∂x^2 + ∂^2T/∂y^2) 其中T为温度场,x和y为空间位置,t为时间。我们假设湿度和温度是耦合的,即湿度变化会影响温度分布,温度变化会影响湿度分布。因此,我们需要同时求解湿度和温度场的变化。湿度场的变化可以用以下方程描述: ∂q/∂t = E - (1/v)∂(qv)/∂x - (1/v)∂(qv)/∂y + P 其中,qv为水蒸气通量,可以根据湿度和温度计算得到: qv = qv_sat(T) - q 其中,qv_sat(T)为饱和水蒸气通量,可以根据温度计算得到。为了简化模型,假设湿度场和温度场是均匀的,即不随位置变化,只随时间变化。因此,我们可以将二维热传导方程和湿度方程简化为一维方程: ∂T/∂t = k(∂^2T/∂x^2), ∂q/∂t = E - (1/v)d(qv)/dx + P 这两个方程可以用MATLAB的偏微分方程求解工具箱来求解。以下是一个简单的示例代码: ```matlab L = 10; % 温室长 W = 5; % 温室宽 H = 3; % 温室高 k = 0.1; % 墙体导热系数 E = 0.1; % 植物蒸腾速率 q = 0.1; % 水蒸气含量 P = 0.1; % 降水量 v = 0.1; % 空气流动速度 R = 0.1; % 大气辐射 p = 0.1; % 气压 T0 = 20; % 初始温度 q0 = 0.5; % 初始湿度 dx = 0.1; % 空间步长 dt = 0.01; % 时间步长 x = 0:dx:L; % 空间网格 t = 0:dt:10; % 时间网格 nt = length(t); nx = length(x); T = zeros(nt, nx); % 温度场初始化 q = zeros(nt, nx); % 湿度场初始化 T(1, :) = T0; % 初始温度场 q(1, :) = q0; % 初始湿度场 for i = 2:nt % 计算温度场 T(i, 2:nx-1) = T(i-1, 2:nx-1) + k*dt/dx^2*(T(i-1, 3:nx) - 2*T(i-1, 2:nx-1) + T(i-1, 1:nx-2)); % 计算湿度场 qv = qv_sat(T(i, :)) - q(i-1, :); q(i, 2:nx-1) = q(i-1, 2:nx-1) + dt*(E - (1/v)*(qv(3:nx) - qv(1:nx-2))/dx + P); end % 绘制湿度分布图 [X, T] = meshgrid(x, t); contourf(X, T, q', 'LineStyle', 'none'); colorbar; xlabel('x'); ylabel('t'); title('Humidity Distribution'); ``` 其中,qv_sat(T)可以用以下公式计算: ```matlab function qv = qv_sat(T) % 计算饱和水蒸气通量 t = T - 273.15; % 温度转换为摄氏度 a = 7.5; b = 237.3; alpha = log(6.11) - a*b/(b + t); beta = a/(b + t); qv = 0.622*6.11*exp(alpha + beta*100); % 100%相对湿度 end ``` 需要注意的是,这个代码只是一个简单的示例,实际应用中需要考虑更多的因素,如辐射传热、对流传热、植物生长等,需要根据具体情况进行调整。
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