Matlab编程以及接口

?J??Eqi?Ai?Ji?iibi1??i?或

?? ?qi?Ebi?Ji

?1??i??iAi此公式描述了离开表面的净辐射量,与表面的黑体辐射与有效辐射之差有关系,可直观地表示电阻为?1??i??iAi的网络单元,其驱动势差为黑体辐射功率与有效辐射功率之差。

3. 两个表面之间的辐射换热

已知两个灰漫表面的有效辐射,就可以采用黑体辐射换热计算方法确定这两个表面之间的辐射换热,因此Ji是关键的中间量。为确定此值,需要同时计算所有表面之间的辐射换热计算等式。如同黑体之间辐射换热计算一样,计算之前也需要确定表面之间的角系数Fij,即表面i到j的角系数。

封闭空间内,角系数具有以下性质 (1) 互易关系:

FijAj?FjiAi

(2) 累加原则:

?Fi?1Nij?1

表面j到表面i辐射量为

'qij?FijAjJj

表面i到表面j辐射量为

q'ji?FjiAiJi

表面j到表面i的净辐射量为

qij?表示为电阻为AjFij

Jj?Ji?AF?jij?1

???1的网络单元, 驱动力为Jj?Ji。

??4. 封闭空间内所有表面之间的辐射换热

封闭空间有N个表面,根据上式,表面j到其余表面的净辐射量为

qj??qij??i?1i?1NNJj?Ji?AF?jij?1

因此, 对于封闭空间,存在一线性方程组,

?A??J?B

可以计算所有表面的有效辐射J??J1,J2,?,JN?,B??B1,B2,?,BN?。

5.表面的类型

1)温度已知表面,则Ebi??Ti,计算其热流量qi

4qi?Ebi?Ji

1???A?i?ii42)热流qi已知的表面,则Ebi??Ti联合下式,计算表面温度Ti。

Ebi?Ji?qi?1??i??iAi

3)特殊情况

A)表面为绝热表面(reradiating surface),则qi?0; B)黑体表面,则Ebi?Ji

6.表面有效辐射的计算

(1)表面温度已知

NEbi?Ji?AiFji?Ji?Jj?

?1??i??iAi?j?1Ebi??1??i??i??Fji?Ji?Jj??Ji

j?1NEbi??1??i?N?N??i???FjiJi??FjiJj??Ji

j?1?j?1?N???i??Ji??FjiJj??Ji

j?1??Ebi??1??i?Ebi???1??1??i??i??Ji??1??i??i?FjiJj

j?1Nbi?aiiJi??ajiJj

j?1Naii?1?(2) 表面热流已知

1??i?i,aij??1??i?iFji,bi?Ebi??T4

qi??AiFji?Jj?Ji?

j?1Nqi?Ji???FjiJj? Aij?1Naii?1,aij??Fji,bi?(3) 特殊情况

i. ii.

qi Ai黑体表面:?i?1,计算格式采用(1); 绝热表面:qi?0,计算格式采用(2)。

7.编制Matlab程序

a) 函数名及其调用方式:

J=radiosity( [type1, T1 or q1, eps1, Area1, F12, F13, …],

[type2, T2 or q2, eps2, Area2, F23, …], [type3, T3 or q3, eps3, Area3, …], [……])

其中,每一个参数代表一面墙体,每一面墙体用下面参数描述,并用[]括在一起: 墙体类型:type

1 等温表面

Q 热流

表面辐射率(eps)

2 等热流表面

对应的物理参数为:T 温度

?i

面积(Area)

Ai

对其它房间的角系数F,

比如三个表面的角系数矩阵为

F11 F12 F13 F21 F22 F23 F31 F32 F33

F12 F13

F23

输入右上三角

b) 单元变量

单元(cell)是Matlab的一个数据类型,其内部含有若干元素,元素本身可以是任何数据类型,数,矩阵,字符串等。其初始化的方法如下,

S = {

[type1, T1 or q1, eps1, Area1, F12, F13]; [type2, T2 or q2, eps2, Area2, F23]; [type3, T3 or q3, eps3, Area3]

}

因此, 生成向量S?3,1?,其长度为length?S?=3,每个元素也为向量。

S1=[type1, T1 or q1, eps1, Area1, F12, F13]; S2=[type2, T2 or q2, eps2, Area2, F23]; S3=[type2, T2 or q3, eps3, Area3];

c) 变参数函数

Varargin和varargout 是Matlab的一对系统哑元, 专门用于传递数目变化的数据,其使用方法为

function varargout = radiosity (n)

我们只想了解varargin,即

function y = radiosity (varargin)

当使用radiosity 函数进行计算时,不同题目,墙体数目会发生变化。具体的参数数目可以从系统变量nargin中读取。参数的数目,是指逗号之间的参数个数,比如

J=radiosity( [type1, T1 or q1, eps1, Area1, F12, F13],

[type2, T2 or q2, eps2, Area2, F23], [type3, T3 or q3, eps3, Area3] )

参数为三个,即 nargin 内容为3。

也可以用length(varargin)返回参数数目。

每个墙体的参数包含在varargin每一个参数的元素内,即 第一个墙体表面为 varargin{1}

表面类型为 varargin{1}(1) 表面温度为 varargin{1}(2) 表面发射率 varargin{1}(3) 表面面积 varargin{1}(4)

角系数 varargin{1}(5:end)

d) 程序

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