高精度热力学模型的 MATLAB 实现

高精度热力学模型的 MATLAB 实现

引言

本文旨在介绍一个基于 MATLAB 的高精度热力学模型，能够对 H2、CO2 和空气等多种气体的热力学性质进行精确计算。本模型使用基于二次开发的 CoolProp 开源库，可以考虑多种状态方程和物质性质的关系，并通过插值等方式计算气体的热力学参数。同时，本模型提供了易于使用的 MATLAB 接口，可以方便地进行参数输入和输出。

模型结构

本模型的结构主要包括三个部分：CoolProp 库的二次开发模块、气体状态求解模块以及 MATLAB 接口模块。

CoolProp 库的二次开发模块

CoolProp 是一个广泛使用的热力学计算库，提供了多种气体的物质属性计算函数，但是其原始库中只提供了 C++, Python 和 MATLAB 语言的接口。因此，需要对其进行二次开发，使其能够在 MATLAB 环境下使用。

气体状态求解模块

在本模型中，气体的热力学状态由压力、温度和组分三个参数决定。首先，根据压力、温度和组分等参数，利用 CoolProp 库进行气体物性参数的计算。然后，通过插值等方式计算出相应的热力学参数，包括比焓、比熵、比容、粘度、导热系数、速度声音等。

MATLAB 接口模块

为了使本模型易于使用，在 MATLAB 中提供了方便的接口函数。用户可以通过输入压力、温度和组分等参数，获得所需的热力学参数值。

源代码实现

本模型的源代码实现基于 MATLAB 和二次开发的 CoolProp 库。由于 CoolProp 库已经提供了 C++ 语言的接口，因此我们可以首先编写 C++ 代码实现对 CoolProp 库的调用。然后，编写