Modelowe badania pola temperatury w profilu glebowym z lokalnym zaburzeniem właściwości cieplnych

temperatura gleby, modelowanie, strumieniomierz, błąd pomiarowy, globalna analiza czułości

Monografia przedstawia wyniki badań dotyczących modelowania transportu energii w ośrodku o niehomogenicznych właściwościach cieplnych. Opisano wpływ pojedynczego osiowosymetrycznego wtrącenia, stanowiącego zaburzenie właściwości cieplnych, na kształtownice się pola temperatury w ośrodku glebowym. Opisano matematyczno-fizyczny model opisujący transport energii w ośrodku glebowym w osiowosymetrycznym układzie odniesienia. Opracowany model uwzględnia procesy wymiany energii zachodzące na powierzchni gleby i opisuje zmiany temperatury o ośrodku glebowym wywoływane dobowymi zmianami temperatury powietrza i innych czynników atmosferycznych. Przedstawiono sposób rozwiązania równań modelu przy pomocy metod numerycznych, bazujących na metodzie objętości skończonych . Przeprowadzono weryfikację opracowanego modelu w oparciu o analizę szczególnych przypadków transportu energii dla których istnieją rozwiązania analityczne. Przeprowadzano również weryfikację modelu w oparciu o dane pomiarowe, pochodzące z eksperymentu przeprowadzanego w naturalnie zmiennych warunkach atmosferycznych. W eksperymencie tym mierzono temperaturę gleby, wartość strumienia energio oraz warunki atmosferyczne. Zweryfikowany model zastosowano do opisu działania strumieniomierza płytkowego . Wyznaczono przy pomocy technik globalnej analizy czułości , wpływ poszczególnych parametrów strumieniomierza na błąd pomiarowy w pomiarach nim wykonywanych. Brano pod uwagę następujące parametry opisujące strumieniomierz: promień i grubość strumieniomierza, pojemność cieplna i przewodnictwo cieplne strumieniomierza oraz głębokość umieszczenia strumieniomierza pod powierzchnią gleby. Wyznaczono że największy wpływ na błąd pomiarowy strumieniomierza ma jego pojemność cieplna oraz promień.