通风情况下的日光温室湿度分布模型,利用湍流模型和三大守恒定律实现,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 正确运行的代码实现案例
时间: 2023-10-20 20:16:03 浏览: 68
这个问题比较复杂,需要进行数学建模和编程实现。以下是一个简单的示例代码,供参考:
```matlab
% 定义输入参数
L = 10; % 温室长度
W = 5; % 温室宽度
H = 3; % 温室高度
k = 0.5; % 墙体导热系数
T_p = 25; % 植物蒸腾参数
T_s = 20; % 土壤温度
H_s = 80; % 土壤湿度
v = 0.1; % 空气流动速度
P = 10; % 降水量
R = 500; % 大气辐射
q = 0.01; % 水蒸气含量
% 定义计算参数
dx = 0.1; % 空间步长
dy = 0.1;
dz = 0.1;
dt = 0.01; % 时间步长
t_end = 100; % 模拟时间
N_x = L/dx + 1; % 空间网格数
N_y = W/dy + 1;
N_z = H/dz + 1;
N_t = t_end/dt + 1; % 时间步数
% 初始化温度和湿度场
T = ones(N_x,N_y,N_z)*T_s;
H = ones(N_x,N_y,N_z)*H_s;
% 定义边界条件
T(:,1,:) = 25; % 左边界恒温
T(:,N_y,:) = 25; % 右边界恒温
T(1,:,:) = 25; % 前边界恒温
T(N_x,:,:) = 25; % 后边界恒温
T(:,:,1) = 25; % 下边界恒温
T(:,:,N_z) = 25; % 上边界恒温
H(:,1,:) = 80; % 左边界恒湿
H(:,N_y,:) = 80; % 右边界恒湿
H(1,:,:) = 80; % 前边界恒湿
H(N_x,:,:) = 80; % 后边界恒湿
H(:,:,1) = 80; % 下边界恒湿
H(:,:,N_z) = 80; % 上边界恒湿
% 定义初始条件
T(N_x/2,N_y/2,N_z/2) = 30; % 中心点温度升高
H(N_x/2,N_y/2,N_z/2) = 90; % 中心点湿度升高
% 开始计算
for n = 1:N_t
% 计算温度和湿度的梯度
[dTdx,dTdy,dTdz] = gradient(T);
[dHdx,dHdy,dHdz] = gradient(H);
% 计算湍流项
k_t = 0.1; % 湍流系数
T_t = k_t*(dTdx.^2 + dTdy.^2 + dTdz.^2);
H_t = k_t*(dHdx.^2 + dHdy.^2 + dHdz.^2);
% 计算对流项
T_v = -v*dTdx;
H_v = -v*dHdx;
% 计算源项
T_s = (R*(1-q)*dx*dy - T_p*H)/(dx*dy*dz);
H_s = (P*dx*dy - T_p*H)/(dx*dy*dz);
% 计算更新后的温度和湿度
T = T + dt*((k/dx^2)*(circshift(T,[0,-1,0]) + circshift(T,[0,1,0]) + circshift(T,[-1,0,0]) + circshift(T,[1,0,0]) + circshift(T,[0,0,-1]) + circshift(T,[0,0,1]) - 6*T) - T_t + T_v + T_s);
H = H + dt*((1/dx^2)*(circshift(H,[0,-1,0]) + circshift(H,[0,1,0]) + circshift(H,[-1,0,0]) + circshift(H,[1,0,0]) + circshift(H,[0,0,-1]) + circshift(H,[0,0,1]) - 6*H) - H_t + H_v + H_s);
% 边界条件不变
T(:,1,:) = 25;
T(:,N_y,:) = 25;
T(1,:,:) = 25;
T(N_x,:,:) = 25;
T(:,:,1) = 25;
T(:,:,N_z) = 25;
H(:,1,:) = 80;
H(:,N_y,:) = 80;
H(1,:,:) = 80;
H(N_x,:,:) = 80;
H(:,:,1) = 80;
H(:,:,N_z) = 80;
% 输出进度
if mod(n,100) == 0
fprintf('Progress: %d / %d\n',n,N_t);
end
end
% 绘制湿度分布图
figure;
slice(H,[],[],1:N_z);
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('z');
colorbar;
```
这个代码只是一个简单的示例,实际应用中需要根据具体情况进行调整和优化。
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