فهرست مطالب

پژوهش های مکانیک ماشین های کشاورزی - سال پنجم شماره 1 (بهار و تابستان 1395)

مجله پژوهش های مکانیک ماشین های کشاورزی
سال پنجم شماره 1 (بهار و تابستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/08/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • آرمیتا سلیمانی قلاتی، علی ملکی، شاهین بشارتی صفحه 1
    داده های تابش خورشید نقش مهمی در طراحی ساختمان داخلی سیستم های خورشیدی دارند. تابش خورشید با توجه به شرایط جوی و آسمان نوسانات زیادی دارد. تجزیه و تحلیل داده های تابش کمک زیادی به بهینه سازی سیستم های خورشیدی می کند. در این مقاله از روش های سویک، کاتز، ام آر ال، پتروسین دی، پتروسین سی و هیگوچی برای تخمین بعد فرکتال تشعشع خورشید، دما و رطوبت هوا استفاده شده است. با نرم افزار متلب روش های ذکر شده کدنویسی و اطلاعات موردنظر، تجزیه و تحلیل شدند. نتایج نشان داد اثر دما بر پایه تر در روش ام آر ال در سطح 1 درصد و اثر رطوبت نسبی در روش پتروسین سی در سطح 5 درصد معنی دار بودند. روش هیگوچی بیشترین و روش پتروسین کمترین مقدار میانگین بعد فرکتال را داشتند. همچنین مقدار بعد فرکتال در روش های پتروسین دی و پتروسین سی، در دوره های مختلف عدد های کوچک تر از یک بوده و با توجه به بعد فرکتال قابل قبول که مقداری بین یک تا دو است، لذا این روش ها قابل اعتماد نیستند. بنابراین روش های سویک و هیگوچی با توجه به عملکرد آن ها در دوره های مختلف، روش های پیشنهادی مناسبی برای پژوهش های مشابه هستند.
    کلیدواژگان: بعد فرکتال، صفحه تخت، انرژی خورشیدی، کلکتور
  • حسین حاجی آقا علیزاده، محدثه احمدوند، حسین باقرپور صفحه 9
    هدف از این مطالعه، بررسی دو سامانه هوشمند شبکه عصبی مصنوعی و سامانه استنتاجی عصبی- فازی تطبیقی چندلایه (انفیس) برای مدل سازی انرژی خروجی در تولید خیار گلخانه ای و بوته ای است. برای تعیین الگوی انرژی مصرفی، داده های مورد نیاز به طور مستقیم از 160 بهره بردار خیار جمع آوری شد. با تحلیل نتایج، میانگین انرژی ورودی و خروجی در تولید خیار گلخانه ای به ترتیب 1 /1159901و 256 /173985 مگاژول و برای خیار بوته ای به ترتیب 11 /75648 و 433 /22694 مگاژول محاسبه شد. بیشترین انرژی ورودی در تولید خیارگلخانه ای و بوته ای به ترتیب مربوط به انرژی سوخت و الکتریسیته تعیین شدند، کمترین انرژی ورودی مربوط به انرژی بذر بود. با استفاده از داده های انرژی ورودی و خروجی، مدل سازی میزان انرژی خروجی به ازای انرژی ورودی با استفاده از دو روش مدل سازی مذکور انجام شد. با توجه به نتایج مدل سامانه استنتاج عصبی- فازی تطبیقی چندلایه، میزان ضریب تشخیص و مجذور میانگین مربعات خطا برای خیار گلخانه ای و بوته ای، به ترتیب برابر با 9924 /0، 9920 /0، 051/ و 013 /0 به دست آمدند. همچنین مقادیر این پارامترها برای مدل شبکه عصبی مصنوعی برای خیار گلخانه ای با ساختار بهینه (1-10-8) و برای بوته ای با ساختار (1-12-8) به ترتیب برابر با 9492 /0و 9785 /0، RMSE 0121 /0 و 0418 /0 تعیین شدند. نتایج نشان می دهند که هر چند مدل فازی بهتر عمل کرده است ولی هر دو مدل در تخمین میزان انرژی خروجی توانایی خوبی دارند.
    کلیدواژگان: خیار گلخانه ای و بوته ای، شبکه عصبی مصنوعی، سامانه استنتاج عصبی فازی تطبیقی، انرژی، مدل سازی
  • محسن آزادبخت، احسان قجرجزی، علی کیاپی صفحه 19
    برای بررسی اثر کود نیتروژن و تراکم بوته بر برخی خواص فیزیکی و انرژی برشی ساقه سویا رقم گرگان 3، آزمایشی در سال 92-93 دانشکده کشاورزی دانشگاه گرگان اجرا شد. این پژوهش دارای دو فاکتور اصلی بود، فاکتور اول مقدار کود نیتروژن بود که در سه سطح (100، 200 و 300 کیلوگرم در هکتار) به خاک اضافه شد و فاکتور دوم تراکم کاشت بود که در سه سطح (100000، 150000 و 200000 بوته بر هکتار) انجام شد. پارامترهای ارتفاع بوته، قطر ساقه و انرژی برشی اندازه گیری شد. تست برش، با سیستم پاندول انجام و رابطه بین انرژی برشی و قطر ساقه بررسی شد. آزمایش ها در قالب آزمایش فاکتوریل در طرح بلوک کاملا تصادفی انجام شد. بر اساس نتایج این پژوهش بیشترین و کمترین مقدار ارتفاع ساقه 23 /71 سانتی متر و 73 /50 سانتی متر به ترتیب در تراکم 200000 بوته در هکتار و 100000 بوته در هکتار و در کود نیتروژن 300 کیلوگرم در هکتار و 100 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. با افزایش کود نیتروژن مصرفی قطر ساقه از 15 /8 به 6 /9 میلی متر افزایش و با افزایش تراکم کشت، قطر ساقه از 02 /11 به 61 /6 میلی متر کاهش یافت. همچنین با افزایش مقدار کود نیتروژن، انرژی برشی از 49 /2 به 88 /2 ژول افزایش یافت. با افزایش تراکم کشت انرژی برشی از 31 /3 به 022 /2 ژول کاهش یافت. انرژی برشی با ضریب 28 /0 با قطر ساقه رابطه مستقیم دارد.
    کلیدواژگان: خواص فیزیکی ساقه، انرژی برشی ساقه سویا، گرگان 3، _ سویا
  • محمدرضا اصغری، رحیم ابراهیمی، داود قنبریان، بهرام حسین زاده صفحه 27
    توت سفید یکی از میوه های سرشار از قند مفید است و خشک کردن یکی از راه های نگه داری این محصول محسوب می شود. بررسی روند کاهش محتوای رطوبتی برای پی بردن به زمان و شرایط مناسب خشک شدن محصول ضروری است. در این پژوهش توت سفید با استفاده از خشک کن جریان هوای گرم در سه سطح دما ) 50، 60 و70 درجه سلسیوس) و سه سطح سرعت جریان هوا (5 /1، 2 و 5 /2 متر بر ثانیه) انجام شد. نتایج مقایسه داده های افت رطوبت اندازه گیری شده با مقدار پیش بینی شده توسط مدل های ریاضی نشان داد که مدل پیج با توجه به R2 و میزان RMSE پایین می تواند برای توصیف و پیش بینی سینتیک خشک کردن توت سفید به کار رود. نتایج مدل سازی با شبکه عصبی نشان داد مدل پیشرو با الگوریتم های یادگیری (Trainlm) با ساختار (1-25-4) با تابع آستانه (Tansig و Logsig) در مقایسه با توپولوژی های دیگر دقت بهتری را ارائه می کند.
    کلیدواژگان: خشک کن، مدل سازی ریاضی، _ شبکه عصبی مصنوعی، محتوای رطوبتی، توت سفید
  • عاطفه نکویی، مجید دولتی، ایمان گلپور صفحه 37
    زیره پارسی (Bunium persicum) از جمله گیاهان دارویی با ارزش اقتصادی و صادراتی بالا است که تشخیص و طبقه بندی توده های آن مهم است. این عمل با استفاده از بازرسی دستی و بصری بسیار وقت گیر و دارای خطا است. فناوری بینایی ماشین به عنوان روشی جدید و غیرمخرب می تواند روش بسیارخوبی برای شناسایی و طبقه بندی آن ها باشد. هدف از انجام این پژوهش شناسایی توده های زیره با استفاده از ویژگی های رنگی و بافتی به کمک پردازش تصویر و شبکه عصبی مصنوعی است. در این پژوهش هفت توده زیره پارسی از رویشگاه های طبیعی استان کرمان جمع آوری شد و پس از تهیه تصاویر نمونه ها، 36 ویژگی رنگی و 108 ویژگی بافتی از این تصاویر در نظر گرفته شد. شناسایی توده ها با استفاده از شبکه عصبی پس انتشار انجام شد. بر مبنای نتایج این پژوهش، میانگین دقت طبقه بندی با شبکه یک لایه برای ویژگی های رنگی، ویژگی های بافتی و ترکیب ویژگی های بافتی و رنگی به ترتیب 55 /93%، 50 /93% و40 /96 % به دست آمد. همچنین کمترین میانگین خطای مربعات، برای ویژگی های رنگی، بافتی و ترکیب ویژگی های بافتی و رنگی، به ترتیب 172 /0، 182 /0 و 148 /0 حاصل شد. نتایج این پژوهش نشان داد که فن آوری بینایی ماشین و شبکه های عصبی مصنوعی، توانایی بسیار بالایی در طبقه بندی و شناسایی توده های مختلف زیره پارسی به ویژه در حالت استفاده از ترکیب ویژگی های بافتی و رنگی دارد.
    کلیدواژگان: شبکه های عصبی مصنوعی، زیره پارسی، ویژگی های رنگی و بافتی، _ پردازش تصویر
  • آیت محمدرزداری، رحیم ابراهیمی، مرضیه سیحون صفحه 47
    با فرآوری مواد غذایی به روش پرتودهی، میکروارگانیسم ها عوامل فساد کنترل شده و کیفیت و ماندگاری مواد غذایی افزایش می یابد. سه رقم سیب درختی رد دلیشز (Red Delicious) ، گلدن دلیشز (Golden Delicious) و گرانی اسمیت (Granny Smith) از یک باغ در ارومیه خریداری شد، سپس تعداد 100 عدد سیب در اندازه متوسط (120 تا 180 گرم) به طور کاملا تصادفی انتخاب و به مدت یک هفته در سردخانه (4 درجه سانتی گراد) نگهداری و در کیسه های نایلونی استریل، به منظور پرتودهی بسته بندی و با دزهای شاهد، 250، 500، 750 و 1000 گری با اشعه گاما (کبالت 60) پرتودهی شد. سپس برای مدت زمان های صفر، 60، 120 و 180 روز در دو شرایط متفاوت انبارمانی که عبارت بود از شرایط انبار با دمای 2±15 درجه سانتی گراد با رطوبت نسبی %80 و شرایط یخچالی با دمای 1±3 درجه سانتی گراد با رطوبت نسبی %90 نگهداری شدند. در هر دو ماه نمونه ها از نظر کل میکروب ها و قارچ ها (کپک ها و مخمرها) بررسی و با نمونه های شاهد (پرتو ندیده) مقایسه شدند. نتایج حاصل از این بررسی ها نشان می دهد که شرایط مناسب از نظر کنترل میکروبی در مدت انبارمانی شش ماه برای تثبیت کیفیت ارقام سیب دز 750 گری دز بهینه و مناسب در دمای یخچالی به منظور نگهداری است.
    کلیدواژگان: آلودگی میکروبی، رقم، اشعه گاما، پرتودهی، سیب
|
  • Armita Soleymani Ghalati, Ali Maleki, Shahin Besharati Page 1
    The solar radiation data play a very important role for understanding internal structure of solar systems. Due to weather conditions, solar radiation has high fluctuation. Analysis of radiation data help to optimizing these systems. Fractal dimension is one of the methods to analyze time series such as radiation. In this paper some methods such as Sevcik, Katz, MRL, PetrosianD, PetrosianC and Higuchi are used to estimate fractal dimension. These methods were coding by MATLAB software and then the data was analyzed. The result of ANOVA showed that temperature on the wet basis in the MRL method was significant at 1% and relative humidity in the PetrosianC was significant at 5%. According to results, Higuchi method had maximum mean value of fractal dimension and Petrosian method had minimum mean value of fractal dimension. Also fractal dimension of Petrosian method was less than1, therefore, Petrosian method is not reliable(because fractal dimension is a number between 1 and 2). Also, Sevcik and Higuchi was the suggested method for future researches.
    Keywords: Fractal dimension, Solar energy, Flat, plate, Collector
  • Hosein Haji Agha Alizadeh, Mohadese Ahmadvand, Hosein Bagherpour Page 9
    The aim of this research is to study two intelligent systems including artificial neural network and multi – layer adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) for modeling the output energy in production of greenhouse and open-field cucumber. In order to determine the pattern of consumed energy, the required information was collected directly from the 160 cucumber beneficiary. By analyzing the results, the average input and output energy was respectively equal to 1159901.1 MJ and 173985.256 MJ for greenhouse cucumber production and respectively 75648.11 MJ and 22694.433 MJ for open-field cucumber production . The maximum input energy in production of greenhouse and open-field cucumber was related to fuel and electricity respectively. The minimum input energy was related to seed energy. Using the input and output energy data, modeling of output energy was performed based the input energy and using the mentioned modeling methods. Refer to the results of ANFIS model, the values of coefficient of determination and root mean square error for greenhouse and open-field cucumber were equal to 0.9924, 9920 and 0.051 and 0.0130, respectively, Furthermore, these values were determined using the neural network modelwith optimum structure of (8-10-1) for greenhouse cucumber and structure of (8-12-1) for open-field cucumber. It was revealed that the coefficient of determination value was equal to 0.9492 and 0.9785, and RMSE was equal to 0.0121 and 0.0418, respectively. The result.
    Keywords: Modeling, Energy, Artificial neural network, adaptive neuro, fuzzy inference system, Greenhouse, open, field cucumber
  • Mohsen Azadbakht, Ehsan Ghajarjazi, Ali Kiapey Page 19
    In order to study the effect of nitrogen fertilizer and planting density on stem physical properties and shear energy of Gorgan-3 variety of soybean, an experiment was conducted in 2013-2014 at field No.1 of Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. This study had two main factors, the first factor was the amount of nitrogen fertilizer at three levels (100, 200 and 300 kg ha-1) that was added to the soil and the second factor was plant density at three levels (100000, 150000 and 200000 plant ha-1). Plant height, stem diameter and stem shear energy were measured. Cutting experiment was conducted by pendulum system and then the relationship between shear energy and stem diameter was examined. The experiments were carried out in the form of factorial experiment based on the complete randomized block design. The highest and lowest plant height was 71.23 cm and 50.73 cm respectively wich were respectively acquired with planting density of 200,000 and 100,000 plants per hectare and nitrogen fertilizer amount of 300 kg and 100 kg nitrogen per hectare, respectively. With increasing the nitrogen fertilizer, stem diameter increased from 8.15 to 9.6 mm. And With increasing the planting density, stem diameter decreased from 11.02 to 6.61 mm. With increasing the nitrogen fertilizer, shear energy increased from 2.49 to 2.88 J. And with increasing the coefficient.
    Keywords: Soybean, Gorgan 3, Stem Physical properties., Shear energy of soybean stem
  • Mohammadreza Asghari, Rahim Ebrahimi, Davoud Ghanbarian, Bahram Hosseinzadeh Page 27
    Mulberry is one of the fruits with high levels of useful sugar which one of ways to maintain the product is drying. Evaluation of the moisture content reduction is essential to find the appropriate drying time and conditions. In this study, mulberry drying was carried out using a hot air dryer in three temperature levels (50, 60 and 70 °C) and three air speed levels (1.5, 2 and 2.5 m/s). Results of comparing the measured moisture loss with the predicted values by mathematical models indicated that the Page model, due to the high correlation coefficient and low root mean square error can be used for describing and predicting mulberry drying kinetics. Results of modelling by neural network indicated that the leading model with training algorithm of Trainlm, overall structure of (4-25-1) and threshold functions of Logsig and Tansig had the highest performance (R2=0/9999 and MSE=0/000009) and consequently, it offered tbetter results as compared with other topologies.
    Keywords: Moisture content, Artificial neural network, Drying, Mulberry, Mathematical modelling
  • Atefe Nekoie, Majid Dowlati, Iman Golpour Page 37
    Persian cumin (Bunium persicum) is one of the medicinal plants with high economic and expert value which its identification and classification is very important. Manual or visual inspection and classification of Persian cumin is very time-consuming and associated with errors. Therefore machine vision technology as a novel and non-destructive method can be a very good technique for identification and classification of the product. The aim of this study was to identify and to classify Persian cumin landraces based on color and texture features using image processing and artificial neural network. In this research, seven samples of Persian cumin landraces were collected from natural habitats of Kerman province and after image acquisition of samples, 36 color features and 108 textural features were extracted from the images. Identification of landraces was carried out using back propagation ANNs. Based on the results of the study, the mean classification accuracy using a one layer ANN, for the color, texture and color-texture features was equal to 93.55%, 93.50% and 96.40%, respectively. Also, the minimum value of mean square error for color, texture and color-texture features were obtained 0.172, 0.182 and 0.148, respectively.
    Keywords: Artificial neural networks, Persian cumin., Color, Texture Feature, Image Processing
  • Ayat Mohammad, Razdari, Rahim Ebrahimi, Marziyeh Sayhoon Page 47
    Three varieties of apple namely Red Delicious, Golden Delicious and Granny Smith were purchased from a garden located in Urmia city. Then, 100 aples of medium size (120-180 g) were randomly selected. The samples were put in sterile nylon bags and kept into refrigerator (4 °C) for one week. Afterwards, the samples were irradiated with doses of zero (control level), 250, 500, 750 and 1000 Gy by the use of gamma irradiation (Co60). Therefore, the samples were stored for 0, 60, 120 and 180 days under two conditions: storage condition (15±2 °C temperature and 80% relative humidity) and refrigerator condition (3±1 °C temperature and 90% relative humidity). Every two months, the samples were checked in terms of total microbes and fungi (yeasts and molds) and compared with control (unirradiated) samples. Results of the investigations indicated that the proper conditions in terms of microbial control in order to maintain the quality of apple varieties in 6 months of storage is the dose rate of 750 Gy at 4 °C temperature.
    Keywords: Microbial Contamination, Gamma Ray, Apple, Variety., Irradiation