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,利用相对完整的微分方程形式,输出温度随时间变化曲线图,MATLAB完整代码案例实现
时间: 2023-07-03 15:11:10 浏览: 33
非常感谢您的提醒,以下是一个相对完整的微分方程形式的模型,可以用于计算不通风情况下的日光温室温度随时间的变化。代码如下:
```matlab
% 温室结构参数
L = 5; % 温室长度,单位为米
W = 3; % 温室宽度,单位为米
H = 2; % 温室高度,单位为米
A = 2*L*H + 2*W*H + L*W; % 温室表面积,单位为平方米
k = 1.5; % 温室墙体导热系数,单位为W/(m*K)
d = 0.1; % 温室墙体厚度,单位为米
rho = 800; % 温室墙体密度,单位为kg/m^3
c = 1000; % 温室墙体比热容,单位为J/(kg*K)
% 温室内外参数
Tout = 20; % 环境温度,单位为摄氏度
Hout = 50; % 环境湿度,单位为%
Tin = 20; % 初始温室温度,单位为摄氏度
Hin = 50; % 初始温室湿度,单位为%
I = 500; % 光照强度,单位为W/㎡
Tsoil = 15; % 土壤温度,单位为摄氏度
Hsoil = 40; % 土壤湿度,单位为%
E = 100; % 植物蒸腾,单位为W/㎡
Q = 200; % 蒸发散热,单位为W/㎡
alpha = 0.8; % 大气透明度
v = 2; % 风速,单位为m/s
theta = 45; % 风向,单位为度
% 时间参数
dt = 1; % 时间步长,单位为秒
t = 0:dt:3600; % 时间向量,单位为秒
% 初始化参数
T = zeros(size(t)); % 温度向量,单位为摄氏度
T(1) = Tin;
Qh = zeros(size(t)); % 温室内热通量向量,单位为W
Qe = zeros(size(t)); % 温室内水汽通量向量,单位为kg/s
% 相关物理常数
sigma = 5.67*10^-8; % Stefan-Boltzmann常数,单位为W/(m^2*K^4)
epsilon = 0.9; % 温室内长波辐射通量的发射率
g = 9.8; % 重力加速度,单位为m/s^2
R = 287; % 干空气气体常数,单位为J/(kg*K)
cp = 1005; % 干空气比热容,单位为J/(kg*K)
Lv = 2.5*10^6; % 水的潜热,单位为J/kg
% 循环计算温度随时间变化的曲线
for i = 2:length(t)
% 计算温室内热通量
Qh(i) = -k*A*(T(i-1) - Tout)/d;
% 计算温室内水汽通量
Qe(i) = (1/1000)*(E - Q)/A;
% 计算风速对温室内外换热的影响
v_rel = [cosd(theta); sind(theta)] * v;
h = 1.8; % 温室高度,单位为米
Lc = 0.3; % 修正长度,单位为米
F = alpha*(1 + (Lc/h)*norm(v_rel))^2;
Qh(i) = Qh(i) + F*A*(Tout - T(i-1));
% 计算温度变化率
dTdt = 1/(rho*c*A)*(Qh(i) - epsilon*sigma*A*(T(i-1)^4 - Tout^4) - ...
sigma*epsilon*A*(T(i-1)^4 - Tsoil^4) - rho*cp*A*I*(1 - 0.3) + ...
Lv*Qe(i)*1000/(rho*c*A) - rho*g*A*Hin*(1 - Hout/100)/(R*T(i-1)) + ...
rho*cp*Qe(i)*1000/(rho*c*A)*(T(i-1) - Tout));
% 计算温度随时间变化的曲线
T(i) = T(i-1) + dTdt*dt;
end
% 绘制温度随时间变化的曲线
figure;
plot(t/60, T);
xlabel('时间 (分钟)');
ylabel('温度 (摄氏度)');
title('温室温度随时间变化');
```
请注意,这个模型比上面的简单模型更加复杂,并且需要考虑更多的参数和因素。如果需要更加精确的模型,可以考虑添加更多的物理和数学模型,以考虑更多的因素,例如温室内部植物的生长和发育,或者温室内部的空气流动等。