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📁 服装空气层计算
💻 M
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dt=1;
k=1;%初始假定值%%%%此处应有一个贯穿整个程序的循环，目的是让纱边界和空气间达到平衡，判断跳出的条件为设定的两者之间的误差。
dx=0.1e-3;%;  %节点距离
th=2e-3;%空气层（包含纱线）厚度
dth=dx;%厚度方向节点距离
dy=dx;
HH=th/dth+1;%厚度方向节点数
hh=1:HH;
x=1.1e-3;  %空气层长度
XX=x/dx+1;
ii=1:XX;
y=1.0e-3;  %空气层宽度（包含纱线）
YY=y/dy+1;
jj=1:YY;
PP0=101325;%初始气压 
T0=273;
RRa=ones(HH,XX,YY).*287;
RRv=ones(HH,XX,YY).*461.5;
MMv=ones(HH,XX,YY).*18;
MMa=ones(HH,XX,YY).*293;
G=9.8; %constant value
Pi=1*101325;%?????????????????
Po=1*101325;
TT=ones(HH,XX,YY).*293;%空气层内部节点温度初始假定值
MM=ones(HH,XX,YY).*0.2;%空气层内部节点相对湿度初始假定值
PPG0=ones(HH,XX,YY).*101325.0;%初始总压
TTEi=303;%外边界温度值
TTEo=293;%内边界温度值
MMi=0.4;%外边界相对湿度
MMo=0.2;%内边界相对湿度
VVEi=0;       %内边界空气速度
VVEo=0 ;      %外边界空气速度
VV=0*ones(HH,XX,YY);%节点空气速度
MM(1,:,:)=MMi;
MM(HH,:,:)=MMo;
TT(1,:,:)=TTEi;
TT(HH,:,:)=TTEo;
vv1=(13.213+0.09115128*(TT-273)+0.8758729*(1e-3)*(TT-273).^2)*(1e-6);%干空气运动粘度 
vv2=(13.1071+0.1073929*(TT-273)-0.1848371*(TT-273).^2/(1e+2))*(1e-6);%饱和空气运动粘度 
vv=vv1+MM.*(vv2-vv1); %湿空气运动粘度
jj1=(2.438714+0.7784798*(TT-273)*(1e-2)-0.1753068*(1e-5)*(TT-273).^2)*(1e-2);
jj2=(2.38874+0.8798147*(TT-273)*(1e-2)-0.1150367*(1e-3)*(TT-273).^2)*(1e-2);
jj3=jj1+MM.*(jj2-jj1) ; %湿空气导热系数
capp1=1005.28-0.260338*0.1*(TT-273)+0.6370072*0.001*(TT-273).^2;
capp2=1024.323-4.751141*(TT-273)+0.428323*(TT-273).^2-0.010419*(TT-273).^3+...
      +9.732502*(1e-5)*(TT-273).^4;
capp=capp1+MM.*(capp2-capp1); %湿空气热容
denn1=1.2875-0.41444*0.01*(TT-273)+0.7300928*(1e-5)*(TT-273).^2;
denn2=1.23669-0.6238325*0.001*(TT-273)+0.9965985*(1e-4)*(TT-273).^2;
denn=denn1+MM.*(denn2-denn1);%湿空气的密度
Pss=627.8341+39.9952*(TT-273)+1.8084*(TT-273).^2+0.0103*(TT-273).^3+...
+0.0006162*(TT-273).^4; %饱和水蒸气分压
denvv=Pss.*MM./(RRv.*TT);
Pvv=MM.*Pss;
HHH=2500.3357-2.340769*(TT-273)-0.00069*(TT-273).^2;
D0=2.2*(1e-5); 
DDva=D0.*(PP0./PPG0).*(TT./T0).^1.5;

k=0;
%下面是循环
js=0;
while k<=30000 %时间循环语句,边界条件应加在K循环中,而不应在js循环中
   OOTT=TT;
   OOvv=denvv;   
    while js<=60
        vv1=(13.213+0.09115128*(TT-273)+0.8758729*(1e-3)*(TT-273).^2)*(1e-6);%干空气运动粘度 
vv2=(13.1071+0.1073929*(TT-273)-0.1848371*(TT-273).^2/(1e+2))*(1e-6);%饱和空气运动粘度 
vv=vv1+MM.*(vv2-vv1); %湿空气运动粘度
jj1=(2.438714+0.7784798*(TT-273)*(1e-2)-0.1753068*(1e-5)*(TT-273).^2)*(1e-2);
jj2=(2.38874+0.8798147*(TT-273)*(1e-2)-0.1150367*(1e-3)*(TT-273).^2)*(1e-2);
jj3=jj1+MM.*(jj2-jj1) ; %湿空气导热系数
capp1=1005.28-0.260338*0.1*(TT-273)+0.6370072*0.001*(TT-273).^2;
capp2=1024.323-4.751141*(TT-273)+0.428323*(TT-273).^2-0.010419*(TT-273).^3+...
      +9.732502*(1e-5)*(TT-273).^4;
capp=capp1+MM.*(capp2-capp1); %湿空气热容
denn1=1.2875-0.41444*0.01*(TT-273)+0.7300928*(1e-5)*(TT-273).^2;
denn2=1.23669-0.6238325*0.001*(TT-273)+0.9965985*(1e-4)*(TT-273).^2;
denn=denn1+MM.*(denn2-denn1);%湿空气的密度
Pss=627.8341+39.9952*(TT-273)+1.8084*(TT-273).^2+0.0103*(TT-273).^3+...
+0.0006162*(TT-273).^4; %饱和水蒸气分压
denvv=Pss.*MM./(RRv.*TT);
Pvv=MM.*Pss;
HHH=2500.3357-2.340769*(TT-273)-0.00069*(TT-273).^2;
D0=2.2*(1e-5); 
DDva=D0.*(PP0./PPG0).*(TT./T0).^1.5;

%计算温度分布
% 计算1和XX边界的温度
for hh=2:HH-1
    for jj=2:YY-1
            TT(hh,1,jj)=(2*TT(hh,2,jj)+TT(hh,1,jj-1)+TT(hh,1,jj+1)+TT(hh+1,1,jj)+TT(hh-1,1,jj))/6.0;
            TT(hh,XX,jj)=(2*TT(hh,XX-1,jj)+TT(hh,XX,jj+1)+TT(hh,XX,jj-1)+TT(hh+1,XX,jj)+TT(hh-1,XX,jj))/6.0;
    end
end
%计算1和YY温度分布
for hh=2:HH-1
    for ii=2:XX-1
        TT(hh,ii,YY)=(2*TT(hh,ii,YY-1)+TT(hh+1,ii,YY)+TT(hh-1,ii,YY)+TT(hh,ii-1,YY)+TT(hh,ii+1,YY))/6.0;
        TT(hh,ii,1)=(2*TT(hh,ii,2)+TT(hh+1,ii,1)+TT(hh-1,ii,1)+TT(hh,ii-1,1)+TT(hh,ii+1,1))/6.0;
    end
end
%计算边界交点的温度 
for hh=2:HH-1
     TT(hh,1,1)=(TT(hh+1,1,1)+TT(hh-1,1,1)+2*(TT(hh,1,2)+TT(hh,2,1)))/6.0;
     TT(hh,1,YY)=TT(hh,1,1);
     TT(hh,XX,1)=(TT(hh+1,XX,1)+TT(hh-1,XX,1)+2*(TT(hh,XX,2)+TT(hh,XX-1,1)))/6.0;
     TT(hh,XX,YY)=TT(hh,XX,1);
 end
 for hh=2:HH-1
     for ii=2:XX-1
         for jj=2:YY-1
    IAT(hh,ii,jj)=-jj3(hh-1,ii,jj)/dth^2;
    IBT(hh,ii,jj)=-jj3(hh+1,ii,jj)/dth^2;
    ICT(hh,ii,jj)=2*(jj3(hh,ii,jj)/dth^2+jj3(hh,ii,jj)/dx^2+jj3(hh,ii,jj)/dy^2)+denn(hh,ii,jj)*capp(hh,ii,jj)/dt;
    IDT(hh,ii,jj)=-jj3(hh,ii-1,jj)/dx^2;
    IET(hh,ii,jj)=-jj3(hh,ii+1,jj)/dx^2;
    IFT(hh,ii,jj)=-jj3(hh,ii,jj-1)/dy^2;
    IGT(hh,ii,jj)=-jj3(hh,ii,jj+1)/dy^2;
    IHT(hh,ii,jj)=denn(hh,ii,jj)*capp(hh,ii,jj).*OOTT(hh,ii,jj)/dt;%+Qv(hh,ii,jj);
    ss1=IHT(hh,ii,jj)-IAT(hh,ii,jj).*TT(hh-1,ii,jj)-IBT(hh,ii,jj).*TT(hh+1,ii,jj)-IDT(hh,ii,jj).*TT(hh,ii-1,jj)...
        -IET(hh,ii,jj).*TT(hh,ii+1,jj)-IFT(hh,ii,jj).*TT(hh,ii,jj-1)-IGT(hh,ii,jj).*TT(hh,ii,jj+1);
              TT(hh,ii,jj)=ss1/(ICT(hh,ii,jj));
          end
      end
end
vv1=(13.213+0.09115128*(TT-273)+0.8758729*(1e-3)*(TT-273).^2)*(1e-6);%干空气运动粘度 
vv2=(13.1071+0.1073929*(TT-273)-0.1848371*(TT-273).^2/(1e+2))*(1e-6);%饱和空气运动粘度 
vv=vv1+MM.*(vv2-vv1); %湿空气运动粘度
jj1=(2.438714+0.7784798*(TT-273)*(1e-2)-0.1753068*(1e-5)*(TT-273).^2)*(1e-2);
jj2=(2.38874+0.8798147*(TT-273)*(1e-2)-0.1150367*(1e-3)*(TT-273).^2)*(1e-2);
jj3=jj1+MM.*(jj2-jj1) ; %湿空气导热系数
capp1=1005.28-0.260338*0.1*(TT-273)+0.6370072*0.001*(TT-273).^2;
capp2=1024.323-4.751141*(TT-273)+0.428323*(TT-273).^2-0.010419*(TT-273).^3+...
      +9.732502*(1e-5)*(TT-273).^4;
capp=capp1+MM.*(capp2-capp1); %湿空气热容
denn1=1.2875-0.41444*0.01*(TT-273)+0.7300928*(1e-5)*(TT-273).^2;
denn2=1.23669-0.6238325*0.001*(TT-273)+0.9965985*(1e-4)*(TT-273).^2;
denn=denn1+MM.*(denn2-denn1);%湿空气的密度
Pss=627.8341+39.9952*(TT-273)+1.8084*(TT-273).^2+0.0103*(TT-273).^3+...
+0.0006162*(TT-273).^4; %饱和水蒸气分压
denvv=Pss.*MM./(RRv.*TT);
Pvv=MM.*Pss;
HHH=2500.3357-2.340769*(TT-273)-0.00069*(TT-273).^2;
D0=2.2*(1e-5); 
DDva=D0.*(PP0./PPG0).*(TT./T0).^1.5;

%计算1和XX相对湿度
 for hh=2:HH-1
    for jj=2:YY-1
            MM(hh,1,jj)=(MM(hh,2,jj)+MM(hh+1,1,jj+1)+MM(hh-1,1,jj+1)+MM(hh+1,1,jj-1)+MM(hh-1,1,jj-1))/5.0;
            MM(hh,XX,jj)=(MM(hh,XX-1,jj)+MM(hh+1,XX,jj+1)+MM(hh-1,XX,jj+1)+MM(hh+1,XX,jj-1)+MM(hh-1,XX,jj-1))/5.0;
    end
end
%计算1和YY相对湿度
for hh=2:HH-1
    for ii=2:XX-1
        MM(hh,ii,YY)=(2*MM(hh,ii,YY-1)+MM(hh+1,ii+1,YY)+MM(hh-1,ii+1,YY)+MM(hh+1,ii-1,YY)+MM(hh-1,ii-1,YY))/6.0;
        MM(hh,ii,1)=(2*MM(hh,ii,2)+MM(hh+1,ii+1,1)+MM(hh-1,ii+1,1)+MM(hh+1,ii-1,1)+MM(hh-1,ii-1,1))/6.0;
    end
end
%计算边界交点的相对湿度
for hh=2:HH-1
     MM(hh,1,1)=(MM(hh+1,1,1)+MM(hh-1,1,1)+2*(MM(hh,1,2)+MM(hh,2,1)))/6.0;
     MM(hh,1,YY)=MM(hh,1,1);
     MM(hh,XX,1)=(MM(hh+1,XX,1)+MM(hh-1,XX,1)+2*(MM(hh,XX,2)+MM(hh,XX-1,1)))/6.0;
     MM(hh,XX,YY)=MM(hh,XX,1);
 end
denvv=Pss.*MM./(RRv.*TT);
 for hh=2:HH-1
     for ii=2:XX-1
         for jj=2:YY-1
    IAV(hh,ii,jj)=-DDva(hh-1,ii,jj)/dth^2;
    IBV(hh,ii,jj)=-DDva(hh+1,ii,jj)/dth^2;
    ICV(hh,ii,jj)=2*(DDva(hh,ii,jj)/dth^2+DDva(hh,ii,jj)/dx^2+DDva(hh,ii,jj)/dy^2)+1/dt;
    IDV(hh,ii,jj)=-DDva(hh,ii-1,jj)/dx^2;
    IEV(hh,ii,jj)=-DDva(hh,ii+1,jj)/dx^2;
    IFV(hh,ii,jj)=-DDva(hh,ii,jj-1)/dy^2;
    IGV(hh,ii,jj)=-DDva(hh,ii,jj+1)/dy^2;
    IHV(hh,ii,jj)=OOvv(hh,ii,jj)/dt;%+Qv(hh,ii,jj);
    ss1=IHV(hh,ii,jj)-IAV(hh,ii,jj).*denvv(hh-1,ii,jj)-IBV(hh,ii,jj).*denvv(hh+1,ii,jj)-IDV(hh,ii,jj).*denvv(hh,ii-1,jj)...
        -IEV(hh,ii,jj).*denvv(hh,ii+1,jj)-IFV(hh,ii,jj).*denvv(hh,ii,jj-1)-IGV(hh,ii,jj).*denvv(hh,ii,jj+1);
              denvv(hh,ii,jj)=ss1/(ICV(hh,ii,jj));
          end
      end
end

if abs(OOTT-TT)<5
    break 
end
TT=(TT+OOTT)./2.0;
denvv=(OOvv+denvv)./2.0;
MM=denvv.*RRv.*TT./Pss;

js=js+1
end
k=k+1
end
disp(sprintf('%f\n\n',TT));
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