setBvAux函数 – WordPress

这段 MATLAB 代码定义了一个名为 setBvAux 的函数，用于为基于 Vanthoor (2011) 温室模型的 StateSpaceModel 对象设置辅助状态变量。以下是代码的详细解释：

1. 函数的功能

输入：
- m：一个 StateSpaceModel 对象，表示温室模型。
输出：
- 无显式输出，但会为 m 对象添加大量辅助状态变量。

2. 代码的逻辑

(1) 辅助状态变量的定义

辅助状态变量是模型中的中间变量，用于简化模型的计算和表达。
这些变量包括：
- 覆盖层的透射率和反射率（如遮阳幕、保温幕、屋顶等）。
- 热容量（如冠层、覆盖层、土壤层等）。
- 辐射通量（如 PAR、NIR、FIR 等）。
- 通风和热交换（如自然通风、对流热交换等）。
- 作物生理过程（如蒸腾作用、光合作用、呼吸作用等）。

(2) 辅助状态变量的计算

使用 addAux 函数将辅助状态变量添加到 StateSpaceModel 对象中。
每个辅助状态变量的计算基于 Vanthoor 模型中的公式和参数。

(3) 辅助函数的定义

代码中定义了一些辅助函数，用于计算特定的物理量，例如：
- satVp：计算饱和水汽压。
- tau12：计算双层覆盖的透射率。
- rhoUp 和 rhoDn：计算双层覆盖的反射率。
- fir：计算远红外辐射通量。
- sensible：计算显热通量。
- cond：计算冷凝水汽通量。
- airMv 和 airMc：计算伴随空气流动的水汽和 CO2 通量。
- hec：计算热交换系数。

3. 代码的实现

(1) 覆盖层的透射率和反射率

计算遮阳幕、保温幕、屋顶等覆盖层的透射率和反射率：

addAux(m, 'tauShScrPar', 1-u.shScr*(1-p.tauShScrPar));
addAux(m, 'rhoShScrPar', u.shScr*p.rhoShScrPar);

(2) 热容量

计算冠层、覆盖层、土壤层等的热容量：

addAux(m, 'capCan', p.capLeaf*m.a.lai);
addAux(m, 'capCovE', 0.1*m.a.capCov);

(3) 辐射通量

计算太阳辐射、灯辐射等的吸收和反射：

addAux(m, 'rParGhSun', (1-p.etaGlobAir).*m.a.tauCovPar.*p.etaGlobPar.*d.iGlob);
addAux(m, 'rParGhLamp', p.etaLampPar*m.a.lampIn);

(4) 通风和热交换

计算自然通风、对流热交换等：

addAux(m, 'fVentRoof2', u.roof*p.aRoof.*m.a.cD/(2.*p.aFlr).*...
    sqrt(abs(p.g*p.hVent*(x.tAir-d.tOut)./(2*(0.5*x.tAir+0.5*d.tOut+273.15))+m.a.cW.*d.wind.^2)));
addAux(m, 'hCanAir', sensible(m.a.hecCanAir, x.tCan, x.tAir));

(5) 作物生理过程

计算蒸腾作用、光合作用、呼吸作用等：

addAux(m, 'mvCanAir', (satVp(x.tCan)-x.vpAir).*m.a.vecCanAir);
addAux(m, 'p', m.a.j.*(m.a.co2Stom-m.a.gamma)./(4*(m.a.co2Stom+2*m.a.gamma)));

4. 代码的物理意义

Vanthoor 模型：这是一个用于温室气候和作物产量模拟的模型，考虑了温室设计、气候条件和作物生长等因素。
辅助状态变量：这些变量用于描述温室中的物理和生理过程，例如辐射传输、热交换、通风、蒸腾作用、光合作用等。

5. 示例

假设有一个 StateSpaceModel 对象 m，调用函数：

setBvAux(m);

输出：

m 对象中会添加大量辅助状态变量，用于后续的模型计算和仿真。

6. 总结

setBvAux 函数通过定义和计算辅助状态变量，为基于 Vanthoor 温室模型的 StateSpaceModel 对象提供了完整的物理和生理过程描述。这些辅助变量是模型仿真和分析的基础。