不通风情况下的日光温室温度动态机理模型,输入参数温室具体结构、位置、墙体厚度和导热系数、温室内外温湿度、光照强度、土壤温湿度、植物蒸腾、蒸发散热、大气透明度、风速、风向等参数,利用完整的微分方程形式,输出温度随时间变化曲线图,MATLAB完整代码实现
时间: 2023-11-29 21:21:54 浏览: 51
由于完整的微分方程形式过于复杂,我们可以采用简化的模型来描述不通风情况下的日光温室温度动态机理。假设温室内部温度均匀分布,整个温室可以看作一个封闭的系统,其内部温度随时间的变化可以用以下微分方程描述:
$\frac{d T}{d t}=\frac{1}{C_{p} \rho V}\left(Q_{s u n}-Q_{r a d}-Q_{t r a n s}-Q_{s w}\right)$
其中,$T$为温室内部温度,$t$为时间,$C_p$为空气比热容,$\rho$为空气密度,$V$为温室体积,$Q_{sun}$为日射能量输入,$Q_{rad}$为热辐射能量输出,$Q_{trans}$为传热能量输出,$Q_{sw}$为植物蒸腾和蒸发散热输出。
其中,$Q_{sun}$可以用以下公式计算:
$Q_{s u n}=A_{s u n} \cdot \tau_{s u n} \cdot I_{s u n}$
其中,$A_{sun}$为温室表面积,$\tau_{sun}$为温室透光率,$I_{sun}$为太阳辐射强度。
$Q_{rad}$可以用以下公式计算:
$Q_{r a d}=A_{s u r} \cdot \epsilon_{s u r} \cdot \sigma \cdot T^{4}$
其中,$A_{sur}$为温室表面积,$\epsilon_{sur}$为温室表面发射率,$\sigma$为斯特藩-玻尔兹曼常数。
$Q_{trans}$可以用以下公式计算:
$Q_{t r a n s}=U_{t r a n s} \cdot A_{t r a n s} \cdot(T_{o u t}-T)$
其中,$U_{trans}$为传热系数,$A_{trans}$为传热面积,$T_{out}$为温室外部温度。
$Q_{sw}$可以用以下公式计算:
$Q_{s w}=A_{s w} \cdot h_{w} \cdot (e_{w}-e_{a})+A_{s w} \cdot h_{s} \cdot (e_{s}-e_{a})$
其中,$A_{sw}$为植物蒸腾和蒸发散热面积,$h_w$和$h_s$分别为水和蒸汽的传输系数,$e_w$和$e_s$分别为温室内部水汽和外部水汽的饱和蒸汽压,$e_a$为温室内部和外部空气的水汽压。
根据以上方程,我们可以编写MATLAB代码来模拟温室内部温度随时间的变化。代码如下:
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