Моделирование деградационных явлений в почве и создание автономного контрольно-измерительного прибора неразрушающего контроля с программным обеспечением в реальном времени
b.rysbaiuly@edu.iitu.kz
ЦЕЛЬ
Цель проекта
Цель работы заключается в разработке итерационного метода расчета тепло и масса обменного процесса в почве, а именно:
а) построить нелинейную прямую и сопряженную разностную задачу для системы тепло и влагопроводности почвы;
б) построить приближенную формулу расчета коэффициента тепло и влагопроводности почвы на основе измеренных данных на поверхности земли и систем уравнений тепло и масса переноса;
в) собирать пилотный вариант измерительного прибора способного выдавать температуру и влагосодержания на доступной границе исследуемой области; г) провести численные расчеты, подтверждающие сходимость разработанных методов.
О ПРОЕКТЕ
Аннотация
а) построены прямая и сопряженная разностные задачи для нелинейного уравнения с частными производными переноса влаги и тепла;
б) разработан приближенный метод расчета коэффициента теплопроводности почвы и коэффициента диффузий почвенной влаги, основанное на систему дифференциальных уравнении переноса влаги и тепла, и измеренных данных на поверхности земли;
в) разработан пилотный вариант измерительного прибора способного выдавать температуру и влагосодержания на доступной границе исследуемой области; г) получены априорные оценки для решения нелинейной прямой и сопряженной разностной задачи, на основе которых доказаны сходимость и устойчивость разностных задач, и доказана ограниченность приближенных значений искомых параметров; д) составлена программный продукт способный находить приближенную формулу расчета коэффициента тепло и влагопроводности почвы и проведены численные расчеты.
Аналоги: существуют методы нахождения коэффициента теплопроводности основанной на уравнении теплопроводности, а коэффициента диффузий почвы находится на основе уравнений переноса влаги. Преимущества перед известными аналогами: Метод одновременного нахождения коэффициента теплопроводности и коэффициента диффузий почвы на основе уравнений тепло масса переноса впервые был разработан в настоящем проекте.
Область применения
Строительство, агрономия, почвоведение, наука, учебный процесс.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Научные достижения
В рамках выполнения проекта за 2018-2020 годы были получены следующие результаты:
- на основе модели переноса тепла и влаги и измеренного значения влаги и тепла разработан итерационный метод, предназначенный для расчета коэффициентов теплопроводности и влагопроводности почвы;
- разработан программный продукт способный находить коэффициентов теплопроводности и влагопроводности почвы;
- используя экспериментальные данные проведены численные расчеты для определения искомых параметров почвы;
- получены априорные оценки для решения прямой и сопряженной разностной задачи;
- доказаны сходимость и устойчивость разностных схем;
- доказаны ограниченность приближенных значений коэффициенты теплопроводности и влагопроводности пористой среды;
- разработана принципиальная схема работы прибора и создан пилотный вариант прибора способного одновременно измерять влагу и температуру почвы и окружающей среды;
- контрольно-измерительный прибор обеспечен собственным программным продуктом, способным обрабатывать измеренные данные, и результат выдавать на внешний носитель. В результате выполнения научного исследования были защищены 7 магистерских диссертации, также готовится к завершению одна PhD докторская диссертация. Были опубликованы 5 статей: из них 1 статья в рецензируемом научном издании, имеющем процентиль 96% по CiteScore IF - 8.2 в базе Scopus (Web of Science, Q-1, IF 4.947); 3 статьи в рецензируемых научных изданиях, имеющих процентиль в базе Scopus; 1 статья в научных изданиях, рекомендованных Комитетом по обеспечению качества в сфере образования и науки Министерства образования и науки Республики Казахстан. Также результаты исследования доложены в Республиканской и 7-ми Международных научных конференциях и симпозиуме. Получены 1 авторское свидетельство и 1 свидетельство о внесении сведений в государственный реестр прав на объекты. Была написана 1 монография.
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СОБСТВЕННОСТЬ
Правовая защита
Перечень авторских свидетельств: 1 Авторское свидетельство №3852. Итерационный метод расчета нелинейного коэффициента влагопроводности почвы // А.Д. Адамова, А.А. Адамов, Б. Рысбайұлы: опубл. 04.06.2019. 2 Свидетельство о внесении сведений в государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторским правом №11486. Итерационный метод расчета для системы нелинейных коэффициентов диффузий и влагопроводности почвенной влаги // А.Д. Адамова, А.А. Адамов, Б. Рысбайұлы: опубл. 30.07.2020.
ВНЕДРЕНИЕ
Коммерциализация и практическое применение
После завершения окончательного варианта измерительного прибора можно рассматривать вопрос о коммерциализации результатов проекта.
Все научные проекты