[发明专利]一种包气带水汽热传输的模拟方法、装置及设备

权利要求书

1.一种包气带水汽热传输的模拟方法，其特征在于，包括：

获取预设时间段内包气带的土壤信息；所述土壤信息包括土壤温度信息、土壤内空气信息以及土壤内水分信息；

根据所述土壤信息，确定所述预设时间段内的水汽运动方程、热量平衡方程以及土壤空气运动方程；

根据所述水汽运动方程、热量平衡方程以及土壤空气运动方程，确定目标水分热量传输参数；

通过所述传输参数，模拟所述预设时间段内包气带的水汽热传输过程。

2.根据权利要求1所述的包气带水汽热传输的模拟方法，其特征在于，所述水汽运动方程是根据土壤液态水通量和土壤气态水通量得到的；

所述水汽运动方程为：

其中，ρ_l为液态水密度，ρ_v为水汽密度，θ为土壤体积含水率，θ_a为土壤空气体积含量，t为时间，q_l为土壤液态水通量，q_v为土壤气态水通量，S为植物根系吸收土壤水的源汇项，z为垂直坐标轴。

3.根据权利要求2所述的包气带水汽热传输的模拟方法，其特征在于，所述土壤液态水通量为：

其中，h为土壤基质势，K_lh为土壤水势梯度作用下的液态水导水率，K_lT为土壤温度梯度作用下的液态水导水率，T为土壤温度。

4.根据权利要求2所述的包气带水汽热传输的模拟方法，其特征在于，所述土壤气态水通量为：

其中，D_m为水汽在土壤孔隙中的分子扩散率，ρ_a为土壤空气密度，q_ad为土壤空气对流通量。

5.根据权利要求1所述的包气带水汽热传输的模拟方法，其特征在于，所述热量平衡方程是根据包气带储存热和总热通量得到的；

所述热量平衡方程为：

其中，S_h为包气带储存热，q_h为总热通量，Q为能量的源汇项。

6.根据权利要求1所述的包气带水汽热传输的模拟方法，其特征在于，所述土壤空气运动方程为：

其中，H为预设常数，取值0.02，K_a为土壤空气的渗透率，g为重力加速度，P_a为土壤空气压强。

7.根据权利要求1所述的包气带水汽热传输的模拟方法，其特征在于，根据所述水汽运动方程、热量平衡方程以及土壤空气运动方程，确定目标水分热量传输参数，包括：

基于所述水汽运动方程、热量平衡方程以及土壤空气运动方程，生成传输描述式；

对所述传输描述式进行离散处理，得到差分方程组；

对所述差分方程组进行矩阵表达，得到目标水分热量传输参数。

8.一种包气带水汽热传输的模拟装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取预设时间段内包气带的土壤信息；所述土壤信息包括土壤温度信息、土壤内空气信息以及土壤内水分信息；

处理模块，用于根据所述土壤信息，确定所述预设时间段内的水汽运动方程、热量平衡方程以及土壤空气运动方程；根据所述水汽运动方程、热量平衡方程以及土壤空气运动方程，确定目标水分热量传输参数；通过所述传输参数，模拟所述预设时间段内包气带的水汽热传输过程。

9.一种计算设备，其特征在于，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至7任一项所述的方法。