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 20:11:59 浏览: 44
非稳态湍流模型是一个复杂的数学模型,需要大量的输入参数和计算。在MATLAB中,可以使用有限元法或有限差分法来实现非稳态湍流模型的计算。以下是一个简单的实现案例: 1. 定义输入参数 ``` % 温室结构 L = 10; % 温室长度 W = 5; % 温室宽度 H = 2; % 温室高度 % 墙体导热系数 k = 0.5; % 导热系数 % 植物蒸腾参数 E = 0.1; % 蒸腾速率 % 土壤温湿度 T_soil = 20; % 土壤温度 RH_soil = 50; % 土壤相对湿度 % 空气流动速度 U = 0.1; % 空气流速 % 降水量 P = 0; % 降水量 % 大气辐射 I = 100; % 大气辐射 % 水蒸气含量 q = 0.01; % 水蒸气含量 ``` 2. 定义计算网格和时间步长 ``` % 计算网格 dx = 0.1; % 网格大小 dy = 0.1; dz = 0.1; % 时间步长 dt = 0.01; ``` 3. 定义初始条件和边界条件 ``` % 初始条件 T0 = 20 * ones(L/dx, W/dy, H/dz); % 初始温度 RH0 = 50 * ones(L/dx, W/dy, H/dz); % 初始相对湿度 % 边界条件 T_left = 10; % 左边界温度 T_right = 30; % 右边界温度 T_top = 25; % 顶部温度 T_bottom = 20; % 底部温度 RH_left = 50; % 左边界相对湿度 RH_right = 50; % 右边界相对湿度 RH_top = 70; % 顶部相对湿度 RH_bottom = 50; % 底部相对湿度 ``` 4. 定义模型方程 ``` % 湿度方程 RH_new = RH0 + dt * (E - U/dx * (RH0 - RH_left) - U/dx * (RH_right - RH0) ... - U/dy * (RH0 - RH_bottom) - U/dy * (RH_top - RH0) - P/(dx*dy*dz) + q*I); % 温度方程 T_new = T0 + dt * (k/dx^2 * (T0(1:end-2,:,:) - 2*T0(2:end-1,:,:) + T0(3:end,:,:)) ... + k/dy^2 * (T0(:,1:end-2,:) - 2*T0(:,2:end-1,:) + T0(:,3:end,:)) ... + k/dz^2 * (T0(:,:,1:end-2) - 2*T0(:,:,2:end-1) + T0(:,:,3:end)) ... - U/dx * (T0 - T_left) - U/dx * (T_right - T0) ... - U/dy * (T0 - T_bottom) - U/dy * (T_top - T0) ... + I/(dx*dy*dz) + E*(RH0 - RH_soil)/dt + k/dx^2 * (T_soil - T0(1,:,:)) ... + k/dy^2 * (T_soil - T0(:,1,:)) + k/dz^2 * (T_soil - T0(:,:,1))); ``` 5. 循环计算并输出结果 ``` % 循环计算 for t = 1:100 RH0 = RH_new; T0 = T_new; RH_new = RH0 + dt * (E - U/dx * (RH0 - RH_left) - U/dx * (RH_right - RH0) ... - U/dy * (RH0 - RH_bottom) - U/dy * (RH_top - RH0) - P/(dx*dy*dz) + q*I); T_new = T0 + dt * (k/dx^2 * (T0(1:end-2,:,:) - 2*T0(2:end-1,:,:) + T0(3:end,:,:)) ... + k/dy^2 * (T0(:,1:end-2,:) - 2*T0(:,2:end-1,:) + T0(:,3:end,:)) ... + k/dz^2 * (T0(:,:,1:end-2) - 2*T0(:,:,2:end-1) + T0(:,:,3:end)) ... - U/dx * (T0 - T_left) - U/dx * (T_right - T0) ... - U/dy * (T0 - T_bottom) - U/dy * (T_top - T0) ... + I/(dx*dy*dz) + E*(RH0 - RH_soil)/dt + k/dx^2 * (T_soil - T0(1,:,:)) ... + k/dy^2 * (T_soil - T0(:,1,:)) + k/dz^2 * (T_soil - T0(:,:,1))); end % 输出结果 figure(1); imagesc(squeeze(T_new(:,:,1))); % 输出湿度分布图 colorbar; title('Temperature Distribution'); figure(2); imagesc(squeeze(RH_new(:,:,1))); % 输出温度分布图 colorbar; title('Humidity Distribution'); ``` 这是一个简单的例子,实际应用中需要根据具体问题进行调整和优化。

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