| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 3,029 |
| تعداد مقالات | 33,889 |
| تعداد مشاهده مقاله | 45,266,004 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 61,089,564 |
بررسی تجربی و شبیه سازی وقوع سرمازدگی تشعشعی به روش دینامیک سیالات محاسباتی | ||
| تحقیقات سامانه‌ها و مکانیزاسیون کشاورزی | ||
| مقاله 12، دوره 21، شماره 74، شهریور 1399، صفحه 169-184 اصل مقاله (683.01 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/erams.2019.125678.1304 | ||
| نویسندگان | ||
| پیمان خرم شکوه* 1؛ مهدی کسرایی2؛ سید مهدی نصیری3؛ محمد اسلامی4؛ محمدامین نعمت اللهی5 | ||
| 1دانشجوی دکترا، بخش مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاوزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران | ||
| 2استادیار بخش مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاوزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران | ||
| 3دانشیار بخش مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاوزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران | ||
| 4استادیار بخش مهندسی انرژی و هوافضا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران | ||
| 5استادیار بخش مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران | ||
| چکیده | ||
| سرمازدگی یکی از مهمترین عوامل بروز خسارت به محصولات باغی شناخته می‌شود. سرمازدگی تشعشعی ناشی از پدیدۀ وارونگی دمایی است. هدف از این پژوهش، بررسی تجربی شرایط وارونگی دمایی و رهیافت کاهش اثر سوء سرمازدگی تشعشعی در مزرعه است. به این منظور با توجه به داده های هواشناسی بهار 96 در شبهایی که احتمال سرمازدگی بود، دمای محیط و سرعت باد به صورت میدانی در سطح یک باغ هشت هکتاری واقع در منطقۀ کودیان واقع در 40 کیلومتری شهر شیراز اندازهگیری شد. با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی در قالب نرم‌افزار FLUENT نحوۀ انتقال گرما و توزیع گرما برحسب زمان و ارتفاع از سطح زمین در شرایط ناپایدار در حین وقوع سرمازدگی شبیه‌سازی شد. نتایج بررسی مدل عددی بر اساس دادههای حاصل از پایش مزرعهای نشان داد بین دادههای تجربی و دادههای تحلیلی همبستگی قوی وجود دارد. نتایج بررسی ها همچنین نشان داد اوج شدت سرمازدگی در ساعات پیش از طلوع آفتاب است و وزش باد میتواند اثر زیادی در جلوگیری از افت ناگهانی دما و سرمازدگی محصولات داشته باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| توزیع حرارت؛ خسارت محصولات باغی؛ مدل‌سازی سیالات؛ یخبندان | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Experimental Study and Simulation of Radiation Frost using Computational Fluid Dynamics | ||
| نویسندگان [English] | ||
| peyman khoram shekooh1؛ Mehdi kasraei2؛ Seyed Mehdi Nassiri3؛ mohammad eslami4؛ mohamadamin nematollahi5 | ||
| 1PhD Student, Biosystem engineering department, college of agriculture, shiraz university, shiraz, Iran | ||
| 2assistant professor, Biosystem engineering department, college of agriculture, shiraz university, shiraz, Iran | ||
| 3Associate professor, Biosystem engineering department, college of agriculture, shiraz university, shiraz, Iran | ||
| 4Assistant Professor, Department of Energy and Aerospace engineering, shiraz university, Shiraz, Iran | ||
| 5assistant professor, Biosystem engineering department, college of agriculture, shiraz university, shiraz, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Frostbite is one of the most important reasons for crop loss in Iran. Radiation frost due to inversion condition causes temperature drop below critical damage point which leads to extracellular ice formation inside the plant tissues. The purpose of this study was to identify the most important factors affecting radiation freezing. A region near the city of Shiraz with a chance of happening frostbite, according to previous weather reports, was selected. The temperature and wind speed were measured at the field level in the first and second half of the year, in nights expecting frostbite could be occurred. Then, the CFD simulation of heat transfer and thermal distribution was carried out using the FLUENT software, based on the time and the height of the ground surface under unstable conditions during frostbite. The numerical model was studied based on the data which obtained from the field stand. The results showed a good correlation between empirical and analytical data, so that the estimation by the root means square error method, 0.99, was obtained for experimental and simulation temperature values. Also, the results illustrated the wind blowing had a significant effect on preventing a sudden drop in temperature and frosting of products take place. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Garden Crops Damage, Fluids Modeling, Radiation Frost, Temperature Distribution | ||
| مراجع | ||
|
Abu-Hamed, N. H. (2003). Thermal properties of soils as affected by density and water content. Biosystems Engineering, 86(1), 97-102.
Bakker, A., Ahamad, H. H., & Lanre, M. O. (2001). Realize greater benefits from CFD. Fluid/Solids Handling, 23, 45-53.
El Mogharbel, O., Ghali, K., Ghddar, N., & Abiad, M. G. (2013). Simulation of localized heating system for broiler brooding to improve energy performance. International Journal of Energy Research, 121, 33-42.
Ellgas, S., & Pfitzner, M. (2007). Modeling frost formation within a commercial 3-D CFD code. An international Journal of Computation and Methodology, 53(5), 485-506.
Levitt, J. (1980). Responses of Plants to Environmental Stress. New York NY: Academic Press.
Mardkheh, A., Abbaspourfard. M. H., & Tabasizadeh. M. (2016). A EAHE Simulation using computational fluid dynamics. 10th Biosystem Engineering Congress. Aug. 30-31. Mashhad, Iran. (in Persian)
Mostafa, E., I. B., Lee, S. H., Song, K. S., Kwon, K. S., Seo., I. H., Hong, S. W., Hwang, H. S., Bitog, J. P., & Han, H. T. (2012). Computational fluid dynamics simulation of air temperature distribution inside broiler building fitted with duct ventilation system. Biosystems Engineering, 112(4), 293-303.
Murakami, S. (2006). Environmental design of outdoor climate based on CFD. Fluid Dynamics Research, 38(2-3), 108-126.
Norton, T., Sun, D. W., Grant, J., Fallon, R., & Dodd, V. (2007). Application of computational fluid dynamics (CFD) in the modeling and design ventilation systems in the agricultural industry: a review. Bioresource Technology, 98, 2386-2414.
Pelletier, V., Gumiere, S. J., Pepin, S., & Gallichand, J. (2017). Positioning Temperature sensors for frost protection in northern cranberry protection. Agricultural Sciences, 8, 960-971.
Ribeiro, A. C., De Melo-Abreu, P., & Snyder, L. R. (2006). Apple orchard frost protection with wind machine operation. Agriculture and Meteorology, 141, 71-81.
Riddle, A., Carruthers, D., Sharp, A., McHuge, C., & Stocker, J. (2004). Comparisons between FLUENT and ADMS for atmospheric dispersion modeling. Atmospheric Environment 38(7), 1029-1038.
Rosenberg, N. J., Bald, B. L., & Verna, S. B. (1983). Microclimate in the Biological Environment. 2nd Ed. New York: John Wiley & Sons.
Savage, M. J. (1993). Statistical aspects of model validation. Workshop on the Field Water Balance in the Modeling of Cropping Systems. University of Pretoria, South Africa.
Seif, M., & Razavi, G. (2006). Analysis of Frostbite from the Synoptic Meteorological View. Cognative Workshop and Frost Protection Solutions in Fars Province, Meteorological Office Fars Province. Fars, Iran. (in Persian)
Seo, I. H., Lee, O. K., Moon, H. S., Kim, H. T., Hwang, H. S., Hong, S. W., Bitog, J. P., You., J. I., Kwon, K. S., Kim, Y. H., & Han, J. W. (2009). Improvment of the ventilation system of a naturally ventilated broiler house in the cold season using computational simulations. Biosystems Engineering, 104(1), 106-117.
Sethian, J. A. (1993). Computational Fluid Dynamics. In: From Desktop to Traflop: Exploiting the USLead in High Performance Computing. Washington, DC, USA: NFS Publications, National Science Foundation.
Sobrino, A. J., Mattar, C., Pardo, P., Jimenes, C., Hook, S. J., Baldridge, A., & Ibanez, R. (2009). Soil emissivity and reflectance spectra measurement. Applied Optics, 48, No.19/1.
Synder, R. L., & Melo-Abreu, J. P. (2005). Frost protection: Fundamentals, Practice and Economics (Vol. 1). Publication of Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome.
Telepenko, Y. Y. (2018). Frost-resistance of the blackberry cultivars in the forest-steppe zone in Ukrain. Plant Varieties Studing and Protection, 14(1), 124-131.
Van ruth, N. J. L., & Kratz, P. (2018). Direct solar thermal systems with (thermosiphon) circulation frost protection using a thermo-differential valve. Eurosun 2018 Conference.Aug. 5 - 8 International Solar Energy Society.
Velure, S. K. (2014). Free convection model development for the thermal analysis of cavities in subsea christmas trees (Master Thesis) Engineering and ICT, Norwegian University of Science and Technology.
Wang, G., & Rong, Y. (2012). CFD-based modeling on interfacial heat transfer for water quenching. Journal of CFD Modeling and Simulation on Materials, 96, 145-159.
Xia, B., & Sun, D. W. (2002). Applications of computational fluid dynamics (CFD) in the food industry: a review. Computers and Electronics in Agriculture, 34, 5-24. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 556 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 317 |
||