完整版matlab繪制溫度場

1、通過在室內(nèi)的某些位置布置適當?shù)墓?jié)點，采集回來室內(nèi)的溫濕度以及空氣質(zhì)量等實際參數(shù)。首先對室內(nèi)空間建模，用一個無限細化的三維矩陣來模擬出室內(nèi)的溫度分布情況，針對采集回來的數(shù)據(jù)， 采用插值法和適當次數(shù)的擬合函數(shù)的擬合，得出三維矩陣的實際值的分布，最后結(jié)合 matlab軟件繪制出計算出的溫度場的三維圖像。一.數(shù)據(jù)的采集與處理因為影響人的舒適感的溫度層只是室內(nèi)的某一高度范圍內(nèi)的溫度，而溫度傳感器雖然是布置在一個平面內(nèi)，但是采用插值法和擬合函數(shù)法是可以大致再現(xiàn)出影響人的舒適感的溫度層的 溫度變化的。同時，在構(gòu)建出的三維模型中，用第三維表示傳感器層面的溫度。在傳感器層面，傳感器分布矩陣如下：X=7.5 36

2、.5 65.5】（模型內(nèi)單位為 cm）Y=5.5 32.5 59.5】Z= z1 z2 z3;z4 z5 z6;z7 z8 z9;】（傳感器采集到的實時參數(shù)）采用meshgrid （xi, yi, zi,）產(chǎn)生網(wǎng)格矩陣；首先按照人的最小溫度分辨值，將室內(nèi)的分布矩陣按照同樣的比例細化，均分，使取值點在坐標一定程度上也是接近于連續(xù)變化的，從而才能最大程度上使處理數(shù)據(jù)得來的分布值按最小分辨值連續(xù)變化！以恐巫叮昇公共：C=瓦（就-兀）根據(jù)人體散熱量計算公式：C=hc （tb-Ta） -» r 5 3. -ft m.其中hc為對流交換系數(shù)；結(jié)合Gagge教授提出的TSENS熱感覺指標可以計算出

3、不同環(huán)境下人的對環(huán)境溫度變化時人 體溫度感知分辨率，作為插值法的一個參考量，能使繪制出的溫度場更加的符合人體的溫度 變化模式。例如按照10cm的均差產(chǎn)生網(wǎng)格矩陣（實際上人對溫度的分辨率是遠遠10cm大于這個值的，但是那樣產(chǎn)生的網(wǎng)格矩陣也是異常龐大的，例如以0.5cm為例，那么就可以獲得116*108=12528個元素，為方便說明現(xiàn)已10cm為例）：xi yi=meshgrid（7.5:10:65.5,5.5:10:59.5）xi =7.500017.500027.500037.500047.500057.50007.500017.500027.500037.500047.500057.5000

4、7.500017.500027.500037.500047.500057.50007.500017.500027.500037.500047.500057.50007.500017.500027.500037.500047.500057.50007.500017.500027.500037.500047.500057.5000yi =5.50005.50005.50005.50005.50005.500015.500015.500015.500015.500015.500015.500025.500025.500025.500025.500025.500025.500035.500035.50

5、0035.500035.500035.500035.500045.500045.500045.500045.500045.500045.500055.500055.500055.500055.500055.500055.5000產(chǎn)生網(wǎng)格矩陣之后，就可以在測得的實時數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過相關(guān)的溫度場的專業(yè)的估算函數(shù)，以及相關(guān)的數(shù)值處理函數(shù)來估計整個分布面（有最小的分辨率）上的溫度了。即在這些函數(shù)的基礎(chǔ)之上，對參數(shù)進行一些必要的處理。然后，加上室內(nèi)的預(yù)設(shè)溫度，擴大溫度數(shù)值矩陣，例如預(yù)設(shè)溫度為21C,采用一組試驗中測得的溫度值，如下：z =21212121212119181721211816192121

6、161514212121212121此時再結(jié)合 matlab中定義的spline （三次樣條差值法）和 interp2 （二維插值法）這兩 個函數(shù)來估算預(yù)定分辨率上的溫度場的分布。因為在實際中溫度的變化必然是連續(xù)的，故而得到的溫度場中通過任意點的截面截出的曲線必然是連續(xù)可導(dǎo)的， 故而必須使用spline （三次樣條插值法）得到光滑的插值分布曲線。 同時又因為該溫度場現(xiàn)實的是傳感器分布面上的溫度分布，故而必須采用interp2 （二維插值法），同時用第三維的高度值的變化和連續(xù)變化的顏色來顯示溫度的連續(xù)變化。Zi=interp2 （x, y, z, xi, yi, 'spline'

7、）zi =19.00004.517315.204816.7822-6.7326-16.95097.1027-91.1872-15.4389-11.6435-191.3871-266.889018.94026.194518.188711.8409-29.5509-44.303511.4135-68.5455-25.70348.1347-40.1338-69.1854-19.6972-344.0942-148.6804-37.1340-325.8118-477.3336-12.7095-278.7121-114.6136-28.6166-283.7157-414.3010由此得出網(wǎng)格矩陣的元素值之

8、后，采用 matlab自定義的三維曲面繪制函數(shù)，繪制出得 到的溫度場。Surf （xi, yi, zi）經(jīng)過一定的圖像處理之后可得到溫度場的分布如下：從圖中坐標也可以看出，分辨率設(shè)置的過大之后，插值法會出現(xiàn)較大的誤差甚至是錯誤。然而當分辨率設(shè)置的較為合理之后，二維插值結(jié)合三次線條插值能較好地吻合實際的溫度場的分布。在上圖中可以看出溫度場變化很突兀，設(shè)置較高的人體溫度感知分辨率之后圖像如下:F圖為溫度場分布曲面在傳感器分布面上的投影的等高線圖,可以比較直觀的反映室內(nèi)的溫度變化情況。c, h =contour (x, y, z);Clabel ( c, h)；1015202530354045505560參考文獻：1魏澗柏,徐文華.熱環(huán)境州上海:同濟大學(xué)出版社,19942 GAGCE A P FOBELETS, L C