Toprakta Bir Boyutlu Isı İletkenlik Denkleminin İncelenmesinde Benzerlik Teorisinin Uygulanması

İmanverdi EKBERLİ, (Ondokuzmayıs Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümü, Samsun, Türkiye)
Coşkun GÜLSER, (Ondokuzmayıs Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümü, Samsun, Türkiye)
Amraklı MAMEDOV (AMEA Toprak Bilim ve Tarımsal Kimya Enstitüsü ve Botanik Enstitüsü, Bakü/Azerbaycan)
Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat fakültesi Dergisi
0 0
Yıl: 2015 Cilt: 10 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 69 - 79 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Toprakta Bir Boyutlu Isı İletkenlik Denkleminin İncelenmesinde Benzerlik Teorisinin Uygulanması

Öz:
Özet: Toprak yüzeyinin anlık ısınması veya soğuması toprak mikro klimasına ve toprak süreçlerine önemli düzeyde etki yapmaktadır. Bu araştırmada, toprak yüzeyinin anlık ısınması veya soğuması durumunda bir boyutlu ısı iletkenliği denklemi incelenmiştir. Denklemin çözümünde benzerlik teorisi uygulanmıştır. Hata, tamamlayıcı hata fonksiyonları ve Fourier sayısından kullanılarak çözüm sade biçimde ifade edilmiştir. Yarısonsuz ortamda (toprakta) θ birimsiz sıcaklığı ve Fo y Fourier sayıları arasındaki ilişki (Fourier sayılarının küçük ve büyük değerleri için) gösterilmiştir. Aynı zamanda, elde edilen çözümünün kullanılması ile toprak profili boyunca sıcaklık değişiminin tahmin edilmesininmümkünlüğü sayısal örnek üzerinde gösterilmiştir.
Anahtar Kelime:

Konular: Ziraat Mühendisliği

The Application of Similarity Theory for Investigation of One Dimensional Heat Conductivity Equation in Soil

Öz:
Abstract: Instant heating and cooling of soil surface has an important effect on soil micro climate and soil processes. In this research, one dimensional heat conductivity equation was investigated in case of instant heating and cooling soil surface conditions. Similarity theory was applied for solution of the equation. The solution was expressed in a simple way with using error, complementary error functions and Fourier number. In semi-infinite media (soil), the relationship between θ dimensionless temperature and F o y Fourier numbers (for small and large values of Fourier numbers) was shown. The prediction of changes in soil temperature along soil profile using the solution has been also shown on a numerical example.
Anahtar Kelime:

Konular: Ziraat Mühendisliği
Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • Afify, A.A., 2009. Similarity solution in MHD: Effects of thermal diffusion and diffusion thermo on free convective heat and mass transfer over a stretching surface considering suction or injection. Commun Nonlinear Sci Numer Simulat, 14: 2202–2214.
  • Alvenäs, G. and Jansson, P.E., 1997. Model for evaporation, moisture and temperature of bare soil: calibration and sensitivity analysis. Agricultural and Forest Meteorology, 88: 47-56.
  • Blasius, H., 1908. Grenzschichten in flüssigkeiten mit kleiner reibung, Z. Math. Phys., 56: 1–37.
  • Bridjmen, P.V., 1934. Analiz razmernostey. ONTİ Press, Moskova-Leningrad, 119 s.
  • Buckingham, E., 1914. On Physically Similar Systems: Illustrations of the Use of Dimensional Analysis. Phys. Rev., 4: 345.
  • Ditkin, V.A. i Prudnikov, A.P., 1965. Spravoçnik po operasionnomu isçisleniyu. Vısşaya Şkola Press, Moskova, s. 7-30.
  • Dong, J., Steele-Dunne, S.C., Judge, J. and van de Giesen, N., 2015. A particle batch smoother for soil moisture estimation using soil temperature observations. Advances inWater Resources, 83: 111–122.
  • Ekberli, İ., Gülser, C. ve Özdemir, N., 2005. Toprakların termo-fiziksel özellikleri ve ısısal yayınım katsayısının değerlendirilmesi. O.M.Ü. Zir. Fak. Dergisi, 20(2): 85-91.
  • Ekberli, İ. ve Sarılar, Y., 2015. Toprak sıcaklığı ve ısısal yayınımın belirlenmesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 30 (1): 65-76.
  • Evet, S.R., Agam, N., Kustas, W.P., Colaizzi, P.D. and Schwartz, R.C. 2012. Soil profile method for soil thermal diffusivity, conductivity and heat flux: Comparison to soil heat flux plates. Advances in Water Resources, 50: 41–54.
  • Ghasemi, S.E., Hatami, M. and Ganji, D.D., 2014. Thermal analysis of convective fin with temperature-dependent thermal conductivity and heat generation. Case Studiesin Thermal Engineering, 4: 1–8.
  • Gilding, B.H., 1982. Similarity solutions of the porous media equation. Journal of Hydrology, 56 (3–4): 251-263.
  • Goldstein, R.J., Ibele, W.E., Patankar, S.V., Simon, T.W., Kuehn, T.H., Strykowski, P.J., Tamma, K.K., Heberlein, J.V.R., Davidson, J.H., Bischof, J., Kulacki, F.A., Kortshagen, U., Garrick, S., Srinivasan, V., Ghosh, K. and Mittal, R. 2010a. Heat transfer—A review of 2004 literature. International Journal of Heat and Mass Transfer, 53: 4343– 4396.
  • Goldstein, R.J., Ibele, W.E., Patankar, S.V., Simon, T.W., Kuehn, T.H., Strykowski, P.J., Tamma, K.K., Heberlein, J.V.R., Davidson, J.H., Bischof, J., Kulacki, F.A., Kortshagen, U., Garrick, S., Srinivasan, V., Ghosh, K. and Mittal, R. 2010b. Heat transfer—A review of 2005 literature. International Journal of Heat and Mass Transfer, 53: 4397– 4447.
  • Guhman, A.A., 1973. Vvedeniye v teoriya podobiya. Vısşaya Şkola Press, Moskova, 254 s.
  • Horton R, Wierenga P.J. and Nielsen D.R., 1983. Evaluation of methods for determining the apparent thermal diffusivity of soil near the surface. Soil Science Society of America Journal, 47: 25-32.
  • Huang, F., Zhan, W., Ju, W. and Wang, Z., 2014. Improved reconstruction of soil thermal field using two-depth measurements of soil temperature. Journal of Hydrology, 519: 711–719.
  • Ihsak, A., 2010. Similarity solutions for flow and heat transfer over a permeable surface with convective boundary condition. Applied Mathematics and Computation 217: 837–842.
  • İsacenko, V.P., Osipova, V. A. i Sukomel, A.S., 1981. Teploperedaça. Energoizdat Press, Moskova, 417s. Kirpiçev, M.V. i Konakov, P.K., 1949.
  • Matematiçeskiye osnovı teori podobiya. AN SSSR Press, MoskovaLeningrad, 98 s.
  • Kustas, W.P. and Norman, J.P., 1999. Evaluation of soil and vegetation heat flux predictions using a simple two-source model with radiometric temperatures for partial canopy cover. Agricultural and Forest Meteorology, 94: 13-29.
  • Lettau, H.H., 1954. Improved models of thermal diffusion in the soil. Trans. Am. Geophys. Union, 35: 121-132.
  • Lin, X., Smerdon, J.E., England, A.W. and Pollack, H.N., 2003. A model study of the effects of climatic precipitation changes on ground temperatures. Journal of Geophysical Research, 108(D7): 4230.
  • Luikov, A.V., 1967. Teoriya teploprovodnosti. Vısşaya Şkola Press, Moskova, 599 s.
  • Luikov, A.V. i Mikhailov, Y.A., 1959. Teoriya perenosa energii i veşestva. İzdatelstvo Akademii Nauk BSSR, Minsk, 332 s.
  • Luo, Y., Loomis, R.S. and Hsiao, T.C., 1992. Simulation of soil temperature in crops. Agricultural and Forest Meteorology, 61(1-2): 23-38.
  • Moiseev, K.G., 2004. Application of similarity theory for the study of soil compaction phenomena. Pocvovedeniye, 8: 934-936.
  • Moiseev, K.G. i İvanova, K.F., 2000. Primeneniye teori podobiya pri izuçenii sdviga pocv. Pocvovedeniye, 10: 1233-1237.
  • Muerth, M. and Mauser, W., 2012. Rigorous evaluation of a soil heat transfer model for mesoscale climate change impact studies. Environmental Modelling & Software, 35: 149-162.
  • Nowamooz, H., Nikoosokhan, S. and Lin, J., Chazallon,C., 2015. Finite difference modeling of heat distribution in multilayer soils with time-spatial hydrothermal properties. Renewable Energy, 76: 7-15.
  • Okoya, S.S., 2001. Simılarity temperature profiles for some nonlinear reaction - diffusion equations. Mechanics Research Communications, 28(4): 477-484.
  • Oldroyd, H.J., Higgins, C.W., Huwald, H., Sekler, J.S. and Parlange, M.B., 2013. Thermal diffusivity of seasonal snow determined from temperature profiles. Advances in Water Resources, 55: 121–130.
  • Passerat de Silans, A.M., Monteny , B.A. and Lhomme, J.P., 1996. Apparent soil thermal diffusivity, a case study: HAPEX-Sahel experiment. Agricultural and Forest Meteorology, 81: 201-216.
  • Samanta, S. and Guha, A., 2012.A similarity theory for natural convection from a horizontal plate for prescribed heat flux or wall temperature. International Journal of Heat and Mass Transfer, 55: 3857–3868.
  • Sedov, L.İ., 1967. Metodı podobiya i razmernosti v mehanike. Nauka Press, Moskova, 428 s.
  • Underwood, C.P., 2014. An improved lumped parameter method for buildingthermal modelling. Energy and Buildings, 79: 191–201.
  • van der Keur, P., Hansen, S., Schelde, K. and Thomsen, A., 2001. Modification of DAISY SVAT model for potential use of remotely sensed data. Agricultural and Forest Meteorology, 106: 215-231.
  • Verhoef, A., van den Hurk, B.J.J.M., Jacobs, A.F.G. and Heusinkveld, B.G., 1996. Thermal soil properties for vineyard (EFEDA-I) and savanna (HAPEXSahel) sites. Agricultural and Forest Meteorology, 78: 1-18.
  • Vogel, T., Dohnal, M. and Jana Votrubova, J., 2011. Modeling heat fluxes in macroporous soil under sparse young forest of temperate humid climate. Journal of Hydrology, 402: 367–376.
  • Wang, Z.H., 2012. Reconstruction of soil thermal field from a single depth measurement. Journal of Hydrology, 464: 541-549.
  • Xu, G., Li, Y., Deng, H., Li, H. and Yu, X., 2015. The application of similarity theory for heat transfer investigation in rotational internal cooling channel. International Journal of Heat and Mass Transfer, 85: 98– 109.
  • Zhang, Y., Chen, W. and Cilhar, J., 2003. A process -based model for quantifying the impact of climate change on permafrost regimes. Journal of Geophysical Research, 108(D22): 4695.
APA EKBERLİ İ, GÜLSER C, MAMEDOV A (2015). Toprakta Bir Boyutlu Isı İletkenlik Denkleminin İncelenmesinde Benzerlik Teorisinin Uygulanması. , 69 - 79.
Chicago EKBERLİ İmanverdi,GÜLSER COSKUN,MAMEDOV Amraklı Toprakta Bir Boyutlu Isı İletkenlik Denkleminin İncelenmesinde Benzerlik Teorisinin Uygulanması. (2015): 69 - 79.
MLA EKBERLİ İmanverdi,GÜLSER COSKUN,MAMEDOV Amraklı Toprakta Bir Boyutlu Isı İletkenlik Denkleminin İncelenmesinde Benzerlik Teorisinin Uygulanması. , 2015, ss.69 - 79.
AMA EKBERLİ İ,GÜLSER C,MAMEDOV A Toprakta Bir Boyutlu Isı İletkenlik Denkleminin İncelenmesinde Benzerlik Teorisinin Uygulanması. . 2015; 69 - 79.
Vancouver EKBERLİ İ,GÜLSER C,MAMEDOV A Toprakta Bir Boyutlu Isı İletkenlik Denkleminin İncelenmesinde Benzerlik Teorisinin Uygulanması. . 2015; 69 - 79.
IEEE EKBERLİ İ,GÜLSER C,MAMEDOV A "Toprakta Bir Boyutlu Isı İletkenlik Denkleminin İncelenmesinde Benzerlik Teorisinin Uygulanması." , ss.69 - 79, 2015.
ISNAD EKBERLİ, İmanverdi vd. "Toprakta Bir Boyutlu Isı İletkenlik Denkleminin İncelenmesinde Benzerlik Teorisinin Uygulanması". (2015), 69-79.
APA EKBERLİ İ, GÜLSER C, MAMEDOV A (2015). Toprakta Bir Boyutlu Isı İletkenlik Denkleminin İncelenmesinde Benzerlik Teorisinin Uygulanması. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat fakültesi Dergisi, 10(2), 69 - 79.
Chicago EKBERLİ İmanverdi,GÜLSER COSKUN,MAMEDOV Amraklı Toprakta Bir Boyutlu Isı İletkenlik Denkleminin İncelenmesinde Benzerlik Teorisinin Uygulanması. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat fakültesi Dergisi 10, no.2 (2015): 69 - 79.
MLA EKBERLİ İmanverdi,GÜLSER COSKUN,MAMEDOV Amraklı Toprakta Bir Boyutlu Isı İletkenlik Denkleminin İncelenmesinde Benzerlik Teorisinin Uygulanması. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat fakültesi Dergisi, vol.10, no.2, 2015, ss.69 - 79.
AMA EKBERLİ İ,GÜLSER C,MAMEDOV A Toprakta Bir Boyutlu Isı İletkenlik Denkleminin İncelenmesinde Benzerlik Teorisinin Uygulanması. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat fakültesi Dergisi. 2015; 10(2): 69 - 79.
Vancouver EKBERLİ İ,GÜLSER C,MAMEDOV A Toprakta Bir Boyutlu Isı İletkenlik Denkleminin İncelenmesinde Benzerlik Teorisinin Uygulanması. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat fakültesi Dergisi. 2015; 10(2): 69 - 79.
IEEE EKBERLİ İ,GÜLSER C,MAMEDOV A "Toprakta Bir Boyutlu Isı İletkenlik Denkleminin İncelenmesinde Benzerlik Teorisinin Uygulanması." Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat fakültesi Dergisi, 10, ss.69 - 79, 2015.
ISNAD EKBERLİ, İmanverdi vd. "Toprakta Bir Boyutlu Isı İletkenlik Denkleminin İncelenmesinde Benzerlik Teorisinin Uygulanması". Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat fakültesi Dergisi 10/2 (2015), 69-79.
Sayfa Oluşturulma Tarihi
22-04-2024 22:15

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları