日光温室不通风情况下的湿度分布模型,利用流体力学原理和湍流模型实现。输入参数包括温室具体结构、位置、植物蒸腾参数、墙体导热系数、土壤含水量、空气流动速度、降水量、风速、水蒸气含量等多个参数,输出湿度分布图。matlab程序案例
时间: 2023-10-20 13:12:07 浏览: 20
这是一个比较复杂的模型,需要涉及到流体力学、湍流模型、热传递、质量传递等多个领域的知识。以下是一个简单的 MATLAB 程序示例,供参考:
```
% 日光温室湿度分布模型
% 输入参数
Lx = 10; % 温室长度
Ly = 5; % 温室宽度
Lz = 3; % 温室高度
T = 25; % 温度
U = 1; % 空气流动速度
q = 0.1; % 植物蒸腾量
k = 0.1; % 墙体导热系数
w = 0.01; % 土壤含水量
P = 0.1; % 降水量
v = 1; % 风速
h = 0.1; % 水蒸气含量
% 离散化网格
Nx = 50; % x方向网格数
Ny = 25; % y方向网格数
Nz = 15; % z方向网格数
dx = Lx/Nx; % x方向网格大小
dy = Ly/Ny; % y方向网格大小
dz = Lz/Nz; % z方向网格大小
x = linspace(0, Lx, Nx+1); % x方向网格
y = linspace(0, Ly, Ny+1); % y方向网格
z = linspace(0, Lz, Nz+1); % z方向网格
% 初始条件
H = zeros(Nx+1, Ny+1, Nz+1); % 湿度分布
H(:, :, 1) = h; % 温室顶部湿度等于初始水蒸气含量
Tm = T*ones(Nx+1, Ny+1, Nz+1); % 温度分布
Tm(:, :, Nz+1) = T+P/k; % 温室顶部温度等于室外温度加上降水量产生的热量
% 时间步进
dt = 0.1; % 时间步长
t = 0; % 初始时间
while t < 3600 % 模拟一小时的时间
% 计算植物蒸腾量
E = q*w*(1-H(:, :, 1));
% 计算温度场
for i = 2:Nx
for j = 2:Ny
for k = 2:Nz
Tm(i, j, k) = Tm(i, j, k) + dt*(k*(Tm(i+1, j, k)-2*Tm(i, j, k)+Tm(i-1, j, k))/(dx^2) + ...
k*(Tm(i, j+1, k)-2*Tm(i, j, k)+Tm(i, j-1, k))/(dy^2) + ...
k*(Tm(i, j, k+1)-2*Tm(i, j, k)+Tm(i, j, k-1))/(dz^2) + ...
P/(dx*dy*dz) + U*(Tm(i+1, j, k)-Tm(i, j, k))/dx + ...
U*(Tm(i, j+1, k)-Tm(i, j, k))/dy + U*(Tm(i, j, k+1)-Tm(i, j, k))/dz);
end
end
end
% 计算湿度场
for i = 2:Nx
for j = 2:Ny
for k = 2:Nz
H(i, j, k) = H(i, j, k) + dt*(E(i, j)*(1-H(i, j, k)) + ...
k*(H(i+1, j, k)-2*H(i, j, k)+H(i-1, j, k))/(dx^2) + ...
k*(H(i, j+1, k)-2*H(i, j, k)+H(i, j-1, k))/(dy^2) + ...
k*(H(i, j, k+1)-2*H(i, j, k)+H(i, j, k-1))/(dz^2) - ...
U*(H(i+1, j, k)-H(i, j, k))/dx - U*(H(i, j+1, k)-H(i, j, k))/dy - ...
U*(H(i, j, k+1)-H(i, j, k))/dz);
end
end
end
% 更新时间
t = t + dt;
end
% 画图
[X, Y, Z] = meshgrid(x, y, z);
slice(X, Y, Z, H, Lx/2, Ly/2, Lz/2)
xlabel('x')
ylabel('y')
zlabel('z')
```
以上程序只是一个简单的示例,实际情况中需要根据具体的温室结构和参数进行调整。同时,湍流模型也可以使用更高级的模型进行计算,比如大涡模拟(LES)或者直接数值模拟(DNS)。