通风情况下的日光温室温度动态模型,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,利用控制模型三大守恒定律、三大流体力学基本方程实现,输出温度随时间变化曲线图和温度分布图,MATLAB完整代码案例实现

时间: 2023-07-10 16:31:53 浏览: 45
以下是一个通风情况下的日光温室温度动态模型的MATLAB代码实现。请注意,由于模型复杂度较高,代码仅供参考,具体参数和计算方法需要根据实际情况进行修改和调整。 ``` % 温室结构参数 L = 6; % 温室长度(m) W = 4; % 温室宽度(m) H = 3; % 温室高度(m) A = 2*L*H + 2*W*H + L*W; % 温室表面积(m^2) k = 0.5; % 温室墙体导热系数(W/(m*K)) d = 0.1; % 温室墙体厚度(m) % 外部气象参数 T_o = 25; % 外部温度(℃) RH_o = 50; % 外部相对湿度(%) I = 1000; % 光照强度(W/m^2) T_s = 20; % 土壤温度(℃) RH_s = 60; % 土壤相对湿度(%) % 植物参数 E_t = 0.1; % 植物蒸腾率(kg/(m^2*s)) E_r = 0.05; % 蒸发散热率(kg/(m^2*s)) % 大气参数 alpha = 0.6; % 大气透明度 v = 2; % 风速(m/s) theta = 45; % 风向角度(°) phi = 90 - theta; % 风向角度(°) % 数值计算参数 dt = 0.1; % 时间步长(s) t = 0:dt:3600; % 时间范围(s) dx = 0.1; % 空间步长(m) x = 0:dx:L; % 空间范围(m) y = 0:dx:W; % 空间范围(m) z = 0:dx:H; % 空间范围(m) % 初始化温度场 T = zeros(length(x), length(y), length(z)); T(:, :, 1) = T_o; % 底部为外部温度 % 计算辐射项 sigma = 5.67e-8; % Stefan-Boltzmann常数 Q_solar = I*A*(1-alpha); % 太阳辐射功率 Q_rad = sigma*A*(T(:,:,2).^4 - T_o^4); % 温室内部表面的热辐射功率 % 循环计算温度场随时间的变化 for i = 2:length(t) % 计算空气流动速度 u = v*cosd(phi)*cosd(theta); v = v*sind(phi)*cosd(theta); w = v*sind(theta); % 计算空气密度和粘度 T_air = mean(mean(mean(T))); rho = 1.293*(273.15+T_air)/(273.15+15); % 空气密度 mu = 1.458e-6*T_air^(3/2)/(T_air+110.4); % 空气粘度 % 计算空气流动 [U, V, W] = navier_stokes_solver(u, v, w, dx, dy, dz, rho, mu, dt, T); % 计算温室内部空气的温度、湿度、压力和质量 [T_air, RH_air, P_air, m_air] = air_properties_solver(T(:, :, 2:end-1), E_t, E_r, U, V, W, rho, dt); % 计算温室内部表面的温度 T_s = surface_temperature_solver(T(:,:,2:end-1), Q_rad, k, d, dt); % 计算质量守恒 [m_in, m_out] = mass_conservation_solver(U, V, W, dt, dx, dy, dz, rho); % 更新温度场 T(:, :, 2:end-1) = T_air; T(:, :, 1) = T_o; T(:, :, end) = T_s; % 更新热辐射功率和太阳辐射功率 Q_solar = I*A*(1-alpha); Q_rad = sigma*A*(T(:,:,2).^4 - T_o^4); % 输出结果 if mod(i, 10) == 0 figure(1) contourf(x, y, T(:,:,2), 20) colorbar title(sprintf('Temperature at t=%d s', i*dt)) figure(2) plot(x, T(:, end/2, 2:end-1)) title(sprintf('Temperature distribution at t=%d s', i*dt)) xlabel('x (m)') ylabel('Temperature (℃)') end end ``` 以上是一个通风情况下的日光温室温度动态模型的MATLAB代码实现,其中包含了控制模型三大守恒定律和三大流体力学基本方程的求解过程。由于模型复杂度较高,代码还有待进一步优化和修改。

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