通风情况下的日光温室湿度分布模型,利用三维热传导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 代码实现案例
时间: 2023-10-20 07:06:37 浏览: 82
这是一个非常复杂的问题,需要进行大量的数学和物理计算,因此需要进行详细的建模和计算。下面是一个简单的 Matlab 代码实现案例,供您参考:
```matlab
% 定义温室尺寸和墙体导热系数
L = 10; % 温室长度
W = 8; % 温室宽度
H = 3; % 温室高度
U = 0.5; % 温室墙体导热系数
% 定义植物蒸腾参数
alpha = 0.4; % 植物蒸腾系数
R = 0.1; % 植物蒸腾速率
% 定义土壤温湿度
T_s = 20; % 土壤温度
H_s = 0.5; % 土壤湿度
% 定义空气流动速度
V = 0.1; % 空气流动速度
% 定义降水量和大气辐射
P = 0.1; % 降水量
G = 500; % 大气辐射
% 定义水蒸气含量和初始湿度
q = 0.02; % 水蒸气含量
H_0 = 0.5; % 初始湿度
% 定义时间步长和模拟时间
dt = 0.1; % 时间步长
T = 24; % 模拟时间
% 定义网格和初始条件
dx = 0.1; % 网格大小
dy = 0.1;
dz = 0.1;
Nx = L/dx;
Ny = W/dy;
Nz = H/dz;
T0 = 20*ones(Nx,Ny,Nz);
H0 = H_0*ones(Nx,Ny,Nz);
% 开始模拟
T = T0;
H = H0;
for t = 1:T/dt
% 计算热传导
T_x = (T(2:end,:,:) - T(1:end-1,:,:))/(dx/2);
T_y = (T(:,2:end,:) - T(:,1:end-1,:))/(dy/2);
T_z = (T(:,:,2:end) - T(:,:,1:end-1))/(dz/2);
T_xx = (T(3:end,:,:) - 2*T(2:end-1,:,:) + T(1:end-2,:,:))/(dx^2);
T_yy = (T(:,3:end,:) - 2*T(:,2:end-1,:) + T(:,1:end-2,:))/(dy^2);
T_zz = (T(:,:,3:end) - 2*T(:,:,2:end-1) + T(:,:,1:end-2))/(dz^2);
Q = U*(T_x + T_y + T_z) - alpha*R*H;
T(2:end-1,:,:) = T(2:end-1,:,:) + dt*(Q(2:end,:,:) - Q(1:end-1,:,:))/(dx);
T(:,2:end-1,:) = T(:,2:end-1,:) + dt*(Q(:,2:end,:) - Q(:,1:end-1,:))/(dy);
T(:,:,2:end-1) = T(:,:,2:end-1) + dt*(Q(:,:,2:end) - Q(:,:,1:end-1))/(dz);
% 计算湿度
H_x = (H(2:end,:,:) - H(1:end-1,:,:))/(dx/2);
H_y = (H(:,2:end,:) - H(:,1:end-1,:))/(dy/2);
H_z = (H(:,:,2:end) - H(:,:,1:end-1))/(dz/2);
H_xx = (H(3:end,:,:) - 2*H(2:end-1,:,:) + H(1:end-2,:,:))/(dx^2);
H_yy = (H(:,3:end,:) - 2*H(:,2:end-1,:) + H(:,1:end-2,:))/(dy^2);
H_zz = (H(:,:,3:end) - 2*H(:,:,2:end-1) + H(:,:,1:end-2))/(dz^2);
H_q = q*(H_xx + H_yy + H_zz) - V*(H_x + H_y + H_z) - alpha*R*H;
H = H + dt*H_q;
% 添加降水和辐射
H = H + P*dt;
H = H + G*dt;
end
% 绘制湿度分布图
x = linspace(0,L,Nx);
y = linspace(0,W,Ny);
z = linspace(0,H,Nz);
[X,Y,Z] = meshgrid(x,y,z);
isosurface(X,Y,Z,H,0.5);
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('z');
```
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