نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، بخش مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاوزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

2 استادیار بخش مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاوزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

3 دانشیار بخش مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاوزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

4 استادیار بخش مهندسی انرژی و هوافضا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

5 استادیار 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

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.