بررسی تجربی و شبیه ‏سازی وقوع سرمازدگی تشعشعی به روش دینامیک سیالات محاسباتی

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 داده های 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.

Experimental Study and Simulation of Radiation Frost using Computational Fluid Dynamics

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.