فهرست مطالب

نشریه مهندسی بیوسیستم ایران
سال چهل و نهم شماره 3 (پاییز 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/07/03
  • تعداد عناوین: 15
|
  • وحید بحرپور، عباس روحانی*، محمدحسین عباسپور فرد، سعید ظریف نشاط، محمدحسین آق خانی صفحات 329-340

    یکی از خصوصیات مهم در رابطه متقابل بین خاک و گیاه فشردگی خاک ‏می باشد. ‏هدف این مطالعه، بررسی تغییرات مکانی فشردگی خاک با استفاده از روش های مختلف زمین آماری، تحت تاثیر شیوه های خاک ورزی حفاظتی است. ‏جهت ارزیابی زمین آماری، نمونه برداری خاک در 117 نقطه در ابعاد 10×10 متر ‏صورت ‏گرفت. منطقه مورد مطالعه، زمینی به وسعت 2/1 هکتار از اراضی مرکز تحقیقات کشاورزی استان خراسان رضوی بود،‏ شاخص مخروطی خاک در عمق 35-0 سانتی متر ‏اندازه گیری شد‏. بعد از آنالیزهای زمین آماری و تعیین نیم تغییرنما، ‏برای ‏تخمین متغیرها از روش کریجینگ و روش درون یابی قطعی در محیط ‏GS+‎‏ ‏و ‏Arc ‎GIS‏ استفاده شد. ‏ معیار ارزیابی در این پژوهش مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) ، میانگین خطا (ME) با استفاده از روش ارزیابی متقابل بود. نتایج به دست آمده نشان دادند که روش های کریجینگ بیزی تجربی (EBK) و کریجینگ معمولی (OK) به ترتیب بهترین الگو برای تخمین فشردگی خاک منطقه می باشند.

    کلیدواژگان: فشردگی خاک، خاکورزی حفاظتی، زمین آمار، درون یابی، کریجینگ
  • احمد جهانبخشی، سعدی حیدری رز دره، کامران خیرعلی پور صفحات 341-352
    شکست های مکرر اجزا مکانیکی ماشین ها و تجهیزات در اثر بارهای وارده اهمیت بهینه سازی یا بازطراحی آن ها را آشکار می سازد. میله عرضی گاوآهن برگردان دار حین کار مکررا در محل پین ها شکسته شده و یا در محل تکیه گاه ها دچار تغییر شکل می شود. در این تحقیق تحلیل تنش میله عرضی گاوآهن برگردان دار مورد بررسی قرار گرفته است. پس از شبیه سازی مدل سه بعدی قطعه در نرم افزار سالیدورکس و انتقال آن به نرم افزار انسیس، قیود و شرایط مرزی اعمال و قطعه تحت بارگذاری قرار گرفت. سپس تحلیل های استاتیکی و تحلیل خستگی روی مدل انجام شد. برای در نظر گرفتن نیروهای وارده از حداکثر نیروی کششی تراکتورهای مسی فرگوسن 285 و 299، استفاده گردید. نتایج حاصل از تحلیل استاتیکی نشان داد که احتمال وقوع شکست در نقطه اتصال پین سمت چپ، بالاتر است. ضریب اطمینان تحلیل خستگی نشان داد که احتمال شکست مناطق اطراف سوراخ سمت چپ میله عرضی گاوآهن برگردان دار بالا است. ضریب اطمینان از تحلیل خستگی برای میله عرضی گاوآهن برگردان دار حین اتصال به تراکتورهای مسی فرگوسن 285 و 299 به ترتیب برابر 670/1 و 677/1 به دست آمد.
    کلیدواژگان: گاوآهن برگردان دار، میله عرضی، اجزاء محدود، تحلیل استاتیکی، تحلیل خستگی
  • حسین موسی زاده ، یوسف سلمانی، رضا علیمردانی، حمید جعفربیگلو، الهام عمرانی، اشکان مخصوص، علی کیاپی صفحات 353-366
    امروزه رشد فناوری وسائل نقلیه درون-جاده ای و برون-جاده ای چشمگیر بوده و لزوم توسعه زیرساخت های مرتبط با آن برای بهره گیری حداکثر از ظرفیت آنها هم از لحاظ حمل و نقل زمینی، دریایی و هوایی، ضروری و غیر قابل اجتناب است. پایش و نمایش محیط اطرف برای یک عملیات ایمن، در شرایط آبی، خاکی و هوایی، بدون استفاده از ربات ها، عملیاتی وقت گیر و هزینه بر است. با پایش اتوماتیک می توان عملیات را با کمترین خطا و در طی 24 ساعت شبانه روز به انجام رساند. بنابراین هدف از این پژوهش توسعه و ارزیابی یک الگوریتم مرکب برای ناوبری خودران یک وسیله نقلیه برون جاده ای (شناور سطحی) و مقایسه آن با نتایج به دست آمده از شبیه سازی های کامپیوتری است تا دقت و صحت این الگوریتم مورد بررسی قرار گیرد. این قایق ربات که برای هیدروگرافی طراحی و ساخته شده است، می تواند به صورت کاملا خودران و بدون نظارت، ناوبری کرده و عملیات هیدروگرافی را به صورت شبانه روزی به انجام برساند. مقایسه بین نتایج تجربی و نتایج شبیه سازی نشان داد، الگوریتم شبیه سازی شده دقت قابل قبولی داشته و می تواند ناوبری را به صورت عملی و تجربی انجام دهد. مقدار انحراف از استاندارد (SD) برای آزمون عملی تقریبا برابر m 5/0 به دست آمد.
    کلیدواژگان: ناوبری، فیلتر کالمن، شبیه سازی، ربات خودران، کنترل
  • رقیه کاشانی زاده، محمود قاسمی نژاد، نواب کاظمی ، حسن ذکی دیزجی صفحات 367-377
    برای تولید پایدار در بخش کشاورزی و حفظ منابع آب و خاک، کاهش عملیات خاک‏ورزی در نظام‏های مرسوم و جایگزینی آن با انواع نظام‏های کم‏خاک‏ورزی و حفاظتی توصیه می‏گردد. در این پژوهش،‏ تاثیر به کارگیری سه نوع خاک‏ورز حفاظتی با هندسه متفاوت که از شدت خاک‏ورزی کمتر نسبت به خاک‏ورزهای مرسوم برخوردارند (چیزل پکر، خاک‏ورزمرکب و دیسک خارج از مرکز) ، بر پارامترهای عملکردی خاک ورزی شامل نیروی کشش ویژه، انرژی ویژه خاک‏ورزی، میانگین وزنی قطر کلوخه، ناهمواری سطح و درصد پوشش بقایای گیاهی بررسی گردید. سرعت پیشروی خاک ورزی در سه سطح 5/2، 5/4 و 6 کیلومتر بر ساعت در نظر گرفته شد. عملیات خاک ورزی در عمق ثابت 20 سانتی متری انجام شد. پارامترهای عملکردی شامل سرعت پیشروی واقعی، نیروی مقاوم کششی و توان کششی توسط سامانه جمع آوری داده‏های عملکردی تراکتور-خاک‏ورز اندازه گیری شد. طرح آزمایشی استفاده شده در این پژوهش، کرت‏ خرد شده در قالب بلوک کامل تصادفی بود که در خاک لومی سیلتی با نه تیمار و سه تکرار اجرا شد. نتایج نشان دادند که مقدار بقایای به جا مانده بر سطح خاک پس از خاک‏ورزی نه تنها با نیروی ویژه‏ی مقاوم کششی، بلکه با دیگر شاخص ها (میانگین وزنی قطر کلوخه و ناهمواری سطح خاک) نیز همبستگی منفی دارد و می‏توان بقایای گیاهی پس از خاک‏ورزی را به عنوان معیاری برای مقایسه‏ی خاک‏ورزها به کار گرفت. نتایج مقایسه‏ی رتبه بندی تیمارها بر اساس دو روش (مقدار بقایای به جا مانده پس از خاک‏ورزی و روش آماری تحلیل مولفه اصلی) نشان داد که خاک‏ورز مرکب و دیسک خارج از مرکز در سرعت‏های کم و چیزل پکر در سرعت های بالا برای خاک ورزی حفاظتی توصیه می شوند.
    کلیدواژگان: مقاومت کششی ویژه، خاک‏ورزی حفاظتی، قطر کلوخه، ناهمواری خاک
  • امیر علی پسندی، اصغر محمودی ، حسین بهفر صفحات 379-394
    با توجه به بحران آب موجود در سطح کشور و فرایند آبیاری سنتی هندوانه، امکان کاهش کاشت و در نتیجه افزایش قیمت این محصول در سال های آتی وجود دارد که این امر ضرورت تعیین شاخص هایی برای انتخاب هندوانه ی با کیفیت را پر رنگ تر می کند. هدف از انجام این پژوهش دسته بندی هندوانه ی رقم چارلستون گری به کلاس های نارس، رسیده و بیش رس است که در این راستا از پردازش سیگنال های آکوستیک و الگوریتم های داده کاوی و تکنیک های هوش مصنوعی بهره گرفته شده است. پس از تهیه ی نمونه ها، ابتدا سیگنال های صوتی از موقعیت های مختلف هندوانه به وسیله ی یک ضربه زن مجهز به سلونوئید اخذ و سپس با انجام ارزیابی های حسی کلاس نمونه ها تعیین شد. روش های پردازش سیگنال در حوزه زمان، حوزه ی فرکانس و پردازش به کمک تبدیل موجک برای استخراج ویژگی های با اهمیت از سیگنال های صوتی هندوانه ها مورد استفاده قرار گرفته و با استفاده از آزمون t تعدادی از ویژگی هایی که در تمایز کلاس ها معنی دار بودند انتخاب شدند. از الگوریتم های ماشین بردار پشتیبان و K همسایگی نزدیک برای دسته بندی نمونه استفاده گردید. در مجموع 52 درصد از کل نمونه ها به صورت صحیح توسط کارشناسان خبره دسته بندی شدند. برای ساچمه ی فلزی، الگوریتم SVM، با تابع هسته ی درجه ی 3 برای سیگنال های صوتی مستخرج از موقعیت وسط، دقت 78 درصد و برای سیگنال های صوتی مستخرج از موقعیت ساقه با تابع هسته گاوسی دقت 75 درصد را حاصل کرد. بهترین دسته بندی با مقدار 79 درصد برای جنس ساچمه ی فلزی و موقعیت سمت ساقه با الگوریتم دسته بند KNN و متریک فاصله ی کسینوسی حاصل شد.
    کلیدواژگان: ارزیابی حسی، هندوانه، پردازش سیگنال، ماشین بردار پشتیبان، k همسایگی نزدیک
  • علی رجبی پور، محسن دانشمند وزیری ، محمود امید صفحات 395-408
    مدیریت تولید محصولات گلخانه ای نیازمند دانش کنترل بسیاری از عوامل محیطی ، تغذیه گیاهی و مبارزه با آفات و بیماری های گیاهی است. یکی از مهمترین فعالیت ها در فرآیند تولید محصولات گلخانه ای شناخت و مبارزه با آفات می باشد. از جمله روش های اثر بخشی سموم و کاهش میزان مصرف آنها خصوصا در مورد سموم کنترل کننده آفات حشره ای، پیش آگاهی و اطلاع از تراکم جمعیتی آفات است. فناوری شبکه های حسگر بیسیم (WSN) از جمله فناوری های نوینی است که به منظور حس کردن محیط و جمع آوری و انتقال اطلاعات به سمت کاربر یا ایستگاه مرکزی برای مشاهده و عکس العمل مناسب با رخداد یا پدیده ای بکار برده می شوند. در تحقیق حاضر، امکان استفاده از WSN در دیده بانی و تشخیص به موقع آفت مگس سفید گلخانه و تهیه و ترسیم نقشه آلودگی گلخانه مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور تعداد 3750 تصویر از 15 تله چسبی نصب شده در گلخانه ای با محصول طالبی در مرکز تحقیقات و آموزش جهاد کشاورزی اصفهان که به مگس سفید آلوده شده بودند تهیه و به صورت خودکار با استفاده از WSN و به صورت بیسیم به رایانه واقع در فاصله 900 متری از گلخانه انتقال می یافت. تصاویر رنگی تله های چسبی که به کمک 15 دوربین تصویر برداری تهیه شدند با استفاده از نرم افزار متلب به تصاویر خاکستری تبدیل شده و بعد از بخش بندی توسط الگوریتم ماشین بردار پشتیبان (SVM) و بر اساس ویژگی های تصاویر، به دو دسته تصاویر دارای آفت مگس سفید و فاقد مگس سفید طبقه بندی شدند. پس از شناسایی آفت مگس سفید، تعداد آفات تصاویر شمارش شده و با توجه به تعداد آنها با استفاده از نرم افزار ArcMap10. 2 نقشه آلودگی گلخانه ترسیم گردید. با ارزیابی سامانه نتایج نشان داد که دقت الگوریتم SVM برای طبقه بندی تصاویر تله های چسبی برابر 73/97 درصد است و میانگین مقادیر شاخص های آماری ماتریس اغتشاش برای 15 تله چسبی شامل حساسیت، صحت، اختصاصی بودن و دقت طبقه بندی به ترتیب 46/98، 31/86، 08/99 و 72/97 درصد می باشد. میانگین دقت کلی سامانه در تشخیص و شمارش تعداد مگسهای سفید به دام افتاده در تله های چسبی 71/97 درصد می باشد. محاسبه ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) در برآورد تعداد مگس سفید به روش پردازش تصویر و شمارش مستقیم بین 1 تا 03/5 متغیر بود. لذا استفاده از این سامانه برای تشخیص و ردیابی و شمارش تعداد مگس های سفید به دام افتاده مناسب است و می توان با ترسیم نقشه آلودگی گلخانه برنامه ریزی مناسب جهت مبارزه با آفت مذکور انجام داد.
    کلیدواژگان: شبکه حسگر بیسیم، مگس سفید، تله چسبی، ماشین بردار پشتیبان، نقشه آلودگی
  • بهزاد الهامی، اسدالله اکرم، مجید خانعلی صفحات 409-421
    این مطالعه به منظور بررسی و مدل سازی میزان انرژی مصرفی و انتشارات گازهای گلخانه ای در کشت نخود آبی در استان اصفهان توسط مدل پرسپترون چند لایه ای شبکه ی عصبی مصنوعی اجرا گردید. میزان هر یک از نهاده های مصرفی در تولید محصول، از 110 تولیدکنند ه ی نخود آبی به شکل تصادفی توسط پرسش نامه جمع آوری گردید. کل انرژی مصرفی، عملکرد محصول و نسبت انرژی در تولید نخود آبی به ترتیب برابر با 18/33211 مگاژول بر هکتار، 36/2276 کیلوگرم بر هکتار و 02/1 محاسبه گردید. کود نیتروژن با 9808 مگاژول بر هکتار بیشترین میزان انرژی مصرفی را به خود اختصاص داد. کل انتشارات گازهای گلخانه ای برابر 20/965 کیلوگرم معادل کربن دی اکسید بر هکتار محاسبه گردید که الکتریسیته و سوخت دیزل به ترتیب با 36% و 34% بیشترین سهم را از کل انتشارات گلخانه ای داشتند. مدل شبکه ی عصبی مصنوعی با آرایش 2-7-13 به عنوان بهترین مدل برای پیش بینی عملکرد و کل انتشارات گلخانه ای شناخته شد. بر اساس این مدل، مقدار ضریب تبیین در پیش بینی عملکرد محصول و کل انتشارات گلخانه ای به ترتیب برابر با 929/0 و 979/0 تعیین شد. نتایج تحلیل حساسیت مدل نیز نشان داد که نهاده ی ماشین های کشاورزی بیشترین اثر را بر عملکرد و میزان انتشارات گلخانه ای داشته است.
    کلیدواژگان: الکتریسیته، انتشارات گلخانه ای، تحلیل حساسیت، سوخت دیزل، کود نیتروژن
  • داریوش زارع ، عبدالعباس جعفری، محمد اقتصاد ، مجتبی نصرتی، سید مهدی نصیری صفحات 423-435
    در این پژوهش یک مدل کاربردی با یک متغیر متاثر از شرایط خشک شدن به منظور پیش بینی اثر تابش مادون قرمز در روش ترکیبی خشک کردن شلتوک ارائه گردید. آزمایش ها در سه سطح تابش مادون قرمز (صفر، 1000و Wm-22000) و سه سطح دمای هوای ورودی (30، 40 و °C50) انجام پذیرفت. نتایج به دست آمده از شبیه سازی مدل ارائه شده نشان داد مدل قادر است خصوصیت های خشک شدن شلتوک را در خشک کن ترکیبی به خوبی بیان کند. همچنین با توجه به بررسی اثر روش ترکیبی هوای گرم-مادون قرمز بر روی نرخ خشک شدن، نسبت افزایش ترک خوردگی، انرژی مورد نیاز برای شکستن دانه شلتوک و مصرف انرژی ویژه، یک روش بهینه ارائه گردید. بهترین روش برای کاهش مصرف انرژی و افزایش کیفیت دانه، روش ترکیبی هوای گرم در دمای °C40 و شدت تابش مادون قرمز در Wm-2 1000 است.
    کلیدواژگان: شلتوک، مادون قرمز، مدل تک متغیره لایه نازک، خشک کردن ترکیبی
  • عباس خانمحمدی ، علی رجبی پور، مجید لشگری، حسین مبلی صفحات 437-445
    آلودگی صوتی علاوه بر اثرات سوء بر سلامت جسمی افراد به لحاظ کیفی نیز می‏تواند شرایط آزاردهنده‏ای برای افرادی که در معرض آن قرار دارند ایجاد نماید. بنابراین علاوه بر ارزیابی پارامترهای کمی صدا، بررسی پارامترهای کیفی صدا در محیط‏های کاری نیز کاملا ضروری است. در این تحقیق، معیارهای کیفی صدای یک دستگاه بکهو لودر شرکت هپکو مورد ارزیابی قرار گرفت. با استفاده از معیارهای بلندی، تیزی و قدرت نوسان، مدل آزردگی صوتی ماشین مورد آزمون تعیین شد. ضریب تشخیص مدل آزردگی صوتی و آزمون ژوری برابر 93/0 به دست آمد. همچنین مدل آزردگی صوتی حاصل از این تحقیق با دو مدل آزردگی بی‏طرفانه و روان-آکوستیک مقایسه شد. نتایج حاصل از این مقایسه نشان داد که روند تغییرات مدل پیشنهاد شده در نسبت‏‏های دنده مختلف با دو مدل دیگر متفاوت است. بنابراین می‏توان با اندازه‏گیری صدای ماشین و استخراج معیارهای کیفی آن، میزان آزردگی صوتی داخل کابین را محاسبه نمود.
    کلیدواژگان: آزردگی بی‏طرفانه، روان-آکوستیک، آزمون ژوری، نسبت دنده
  • سید متین مرتضوی، عباس همت*، سید احمد میره ای، مجتبی نادری بلداجی صفحات 447-458

    در این پژوهش یک حسگر خازنی دوحلقه ای قابل نصب روی فروسنج های افقی چندنوکی طراحی و ساخته شد. اندازه و شکل میدان الکتریکی اطراف حسگر با هدف مطمئن شدن از عدم تداخل میدان های حسگرهای نصب شده روی دو پراب فروسنج با استفاده از المان محدود تخمین زده شد. سپس، عملکرد حسگر در سطوح مختلف رطوبت حجمی ارزیابی گردید. بیشترین شعاع خاکی که در میدان الکتریکی حسگر قرار می گیرد، در خاک کاملا مرطوب برابر با 30 میلی متر از مرکز آن است؛ لذا، بکارگیری حسگر در ترکیب با فروسنج هایی که در فاصله 10 سانتی متری از یکدیگر قرار دارند، موجب تداخل میدان الکتریکی حسگرها نمی شود. افزایش رطوبت حجمی، موجب کاهش ولتاژ خروجی حسگر (91/0=R2) می شود. حسگر خازنی ابزاری مناسب برای اندازه گیری رطوبت خاک در محدوده صفر تا حداشباع است که می تواند در ترکیب با فروسنج افقی چندنوکی، به وسیله ای برای اندازه گیری همزمان مقاومت و رطوبت خاک در چند عمق به طور مستقل مبدل شود.

    کلیدواژگان: ثابت دی الکتریک خاک، حسگر خازنی، رطوبت حجمی، المان محدود
  • نسرین فرجی، محمد علیزاده*، سجاد پیرسا، هادی الماسی صفحات 459-476

    هدف از این پژوهش تولید امولسیون اسانس موسیر ایرانی حاوی اسیدهای چرب امگا سه به روش امولسیفیکاسیون خود به خودی و بدست آوردن شرایط بهینه تولید امولسیون با روش آنالیز مواد فرار با تکنیک ریز استخراج فاز جامد/کروماتوگرافی گاز بوسیله نانوفیبر پلی آنیلینی می باشد. تاثیر چهار متغیر مستقل غلظت امگا سه (75-25 درصد) ، نوع سورفاکتانت (توئین 80، توئین 20، توئین 80:20 و سدیم کازئینات) ، درصد نسبت سورفاکتانت به روغن (SOR) (10-300 درصد) و زمان نگهداری (60-1 روز) بر ویژگی های کروماتوگرافی (شامل سطح زیر کل پیک ها و نیز ارتفاع کلی پیک ها) و راندمان درون پوشانی بررسی شدند. از طرح مرکب مرکزی برای طراحی آزمایشات استفاده شد و 32 آزمایش طراحی گردید. تاثیر فاکتورهای موثر بر امولسیون در سطح احتمال 95 درصد بررسی شد. تابع مطلوبیت برای بدست آوردن شرایط بهینه تولید امولسیون استفاده گردید…

    کلیدواژگان: امولسیون، اسیدهای چرب امگا سه، اسانس موسیر ایرانی، نانو پلی آنیلین، کروماتوگرافی گازی
  • احمد امیدی، رضا علیمردانی ، مجید خانعلی صفحات 477-488
    استفاده از سامانه های فتوولتائیک (PV) راه حلی مفید برای تامین توان پمپاژ مورد نیاز آبیاری مزارع و باغات دور از شبکه (منفصل از شبکه) محسوب می شود. طراحی سامانه های فتوولتائیک پمپاژ آب به شدت به برآورد نیاز آبی گیاه وابسته است. از آنجا که نیاز آبی در طول فصل آبیاری متفاوت و تابش خورشیدی با زمان تغییر می کند، انجام شبیه سازی های دقیق به منظور دستیابی به طراحی موفق و مطلوب با اهمیت است. هدف این مقاله ارائه روشی برای طراحی سامانه های فتوولتائیک پمپاژ آب با ترکیب مدل های نیاز آب و توان خورشیدی است. در این مطالعه از داده های ایستگاه هواشناسی کرج طی دوره ده ساله (2005 – 2014) برای برآورد نیاز آبی و توان خورشیدی منطقه کرج استفاده شده است. نیاز آبی ماه های مختلف سال با استفاده از مدل تبخیر و تعرق پنمن-مانتیث برآورد گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که بیشترین نیاز آبی مربوط به ماه جولای با 70 مترمکعب در روز بود. با برآوردهای صورت گرفته مشخص گردید که جهت تامین انرژی لازم برای پمپاژ روزانه حداکثر 70 متر مکعب آب در روز با ارتفاع 30 متر و در نظر گرفتن راندمان هیدرولیکی پمپ و نیز راندمان سایر اجزای سامانه مورد نظر، به پمپی با توان 2200 و ظرفیت پنل خورشیدی 3222 وات با مساحت حدود 22 مترمربع نیاز خواهد بود.
    کلیدواژگان: فتوولتائیک، انرژی، سامانه آبیاری، تعیین اندازه
  • مهدی کرامت جهرمی، سید سعید محتسبی ، حسین موسی زاده، امین نصیری ، مهدی قاسمی ورنامخواستی صفحات 489-500
    خشک کردن به شیوه الکتروهیدرودینامیک یک روش غیرحرارتی است که با فراهم آوردن امکان خشک شدن محصول در دمای محیط، امکان افزایش خواص کیفی محصول خشک شده را فراهم می آورد. با توجه به اهمیت به کارگیری روش های پیشرفته در خشک کردن خرما، در این تحقیق یک خشک کن الکتروهیدرودینامیک-جریان همرفت با قابلیت کنترل دما توسعه داده شد و فرآیند رطوبت گیری ورقه های نازک خرمای شاهانی در روش های خشک کردن الکتروهیدرودینامیک، هوای گرم و ترکیبی بر اساس تغییرات نسبت رطوبت در طول زمان خشک شدن مدل سازی شد. نتایج تحقیق نشان داد با افزایش سرعت هوا در دماهای 25 و 35 درجه سلسیوس از روش الکتروهیدرودینامیک، زمان خشک شدن محصول افزایش می یابد. این در حالی است که با افزایش سرعت هوا، زمان خشک شدن در هر دو روش ترکیبی و هوای گرم کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: چیپس خرما، رطوبت گیری، الکتروهیدرودینامیک، همرفت، غیر حرارتی
  • نسیم منجزی، محمد جواد شیخ داوودی ، حسن ذکی دیزجی صفحات 501-511
    نیشکر یکی از مهم ترین محصولات کشاورزی- صنعتی کشور است. با توجه به سطح زیر کشت بالای این محصول در استان خوزستان و حجم بالای داده های ذخیره شده در این واحدهای مکانیزه کشاورزی، نیاز به ابزاری است تا بتوان داده های ذخیره شده را پردازش کرد. تکنیک داده کاوی به خوبی قادر است تا در زمینه مدل سازی عملکرد محصول نیشکر، اطلاعات و الگوهای لازم را در اختیار تولیدکنندگان نیشکر قرار دهد. یکی از کاربردی ترین این الگوریتم ها درخت های تصمیم است. هدف اصلی این پژوهش، پیش بینی عملکرد نیشکر و بررسی عوامل موثر بر آن با استفاده از درخت های تصمیم CART و CHAID است. این پژوهش از نوع تحلیلی بوده و پایگاه داده آن شامل 13211 رکورد می باشد. داده های مورد نیاز این تحقیق طی سال های زراعی 1392 تا 1396 از کشت و صنعت امیرکبیر به دست آمده است. تجزیه و تحلیل با استفاده از نرم افزار IBM SPSS modeler 14. 2 انجام شده است. بر اساس نتایج تحقیق، دقت مدل درخت های تصمیم CART و CHAID برای داده های آموزش و آزمایش به ترتیب 90، 81، 85 و 79 درصد می باشد. نتایج حاصل از این پژوهش می تواند برای کشت و صنعت های نیشکری استان خوزستان در راستای ارزیابی و بهینه سازی فرآیند تولید نیشکر و پیش بینی عملکرد محصول نیشکر راه گشا باشد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، خوزستان، داده کاوی، مدل سازی، نیشکر
  • محمود قاسمی نژاد رایینی ، محمد فرامهر، عباس عبدشاهی صفحات 513-524
    استفاده از کمباین رایج ترین روش برداشت گندم در ایران است. از آنجا که عملیات برداشت به عنوان حساس ترین مرحله تولید محصول‏، تحت تاثیر عملکرد کمباین قرار دارد، لذا بررسی عملکرد کمباین از اهمیت خاصی برخوردار بوده و نیاز به ارزیابی دقیق دارد. در این مطالعه، تاثیر شرایط مزرعه و محصول بر عملکرد کمباین در برداشت گندم مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، آزمایشی در قالب طرح آماری فاکتوریل 3×2 نامتعادل بر پایه کرت های کاملا تصادفی و به صورت تحلیل کواریانس با استفاده از یک کمباین نیوهلند TC5070 مدل 2014 در مزارع کشت و صنعت شهید بهشتی شهرستان دزفول و در سال 1395 انجام گرفت. متغیرهای مستقل این تحقیق شامل مزارع با الگوی کشت متفاوت (مسطح و جوی و پشته ای) و سه میزان رطوبت دانه (8 -6، 10-8 و 12-10درصد) بود؛ ظرفیت مزرعه ای، بازده مزرعه ای و تلفات محصول توسط کمباین نیز به عنوان متغیرهای وابسته و عملکرد محصول ، درصد ورس و طول مزرعه به عنوان متغیرهای همپراش در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد که الگوی کشت مزارع بر ظرفیت مزرعه ای، بازده مزرعه ای و تلفات محصول در سطح 1 % معنی دار است. ظرفیت مزرعه ای کمباین در مزارع با الگوی کشت مسطح 26/7 تن در ساعت بوده در حالی که، در مزارع جوی و پشته ای، معادل 73/6 تن در ساعت به دست آمد. بازده مزرعه ای کمباین در مزارع با الگوی کشت مسطح 70/83 درصد بود و در مزارع با الگوی کشت جوی و پشته ای 42/82 درصد به دست آمد. تلفات دانه در مزارع با الگوی کشت مسطح 2/24 کیلوگرم در هکتار و در مزارع با الگوی کشت جوی و پشته ای 7/23 کیلوگرم بر هکتار به دست آمد.
    کلیدواژگان: کمباین، عملکرد مزرعه ای، بازده مزرعه ای، تلفات و الگوی کشت
|
  • Vahid Bahrpour, Abbas Rouhani, Mohammad Hossein Abbaspour, Fard, Saeid Zarifneshat, Mohammad Hossein Aghkhani Pages 329-340

    One of the important soil properties, which is related to the soil-plant relationship, is soil compaction. The aim of this study is to investigate the spatial variations of soil compaction using different Geostatistic methods, affected by conservation tillage. To evaluating the Geostatistic, soil samples were taken for regular grid of 10 × 10 meters in 117 points. The area of study was a 1.2 hectare land in Agricultural Research Center located in the vicinity of Mashhad in Khorasan Razavi province, the soil cone index was measured at the depth of 0-35 cm. After Geostatistic analysis and semivariogram for estimating variables using the kriging methods (EBK) and Deterministic interpolation methods in GS + and Arc (GIS). Criteria for evaluation in this research are the values of root mean square error (RMSE), mean error (ME), using the cross-validation method. The results showed that the empirical Bayesian kriging methods (EBK) and Ordinary Kriging (OK) are the best model to estimate soil compaction region.

    Keywords: Soil compaction, Conservation tillage, Geostatistics, Interpolation, Kriging
  • Ahmad Jahanbakhshi, Saadi Heidari Raz Darreh, Kamran Kheiralipour Pages 341-352
    Frequent failures of mechanical components in machines and equipment due to exerted loads reveal the importance of optimizing or redesign the components. Practically, crossbar of moldboard plough is frequently failed in pin joints or deformed in support points. In this research, stress analysis of the crossbar was conducted by finite element method. After drawing the three-dimensional model in SolidWorks Software and transferring to ANSYS Software, the constraints and boundary conditions were applied on the model and the piece was loaded. Then the static and fatigue analyses were done on the model. To estimate the exerted forces on the crossbar, the maximum draft forces of Massey Ferguson 285 and 299 Tractor were considered. The results of static analysis showed the higher probability of failure at the left pin junction. The safety factor in fatigue analysis showed the higher probability of fatigue failure in left hole of crossbar. The safety factor in fatigue analysis of cross bar of moldboard plough during pulled by Massey Ferguson 285 and 299 Tractor was 1.67 and 1.677, respectively.
    Keywords: Moldboard plough, Crossbar, Finite element method, Static analysis, Fatigue analysis
  • Hossein Mousazadeh , Yousef Salmani, Reza Alimardani, Hamid Jafarbiglu, elham omrani, Ashkan Makhsoos, Ali Kiapey Pages 353-366
    Nowadays, the growth of in-vehicle and off-road vehicle technology is significant and the need to develop its related infrastructure to maximize their capacity for land, sea and air transportation is essential and unavoidable. It is time consuming and costly to monitoring the environment in water, earth and air conditions for a safe operation, without the use of robots. With automatic monitoring, operations can be performed with the least error and 24 hours a day. So the purpose of this research is to develop and evaluate a composite algorithm for navigating an off-road vehicle (Surface Vehicle) and compare it with the results obtained from computer simulations, to check the accuracy of this algorithm. This robot boat is designed and developed for hydrographic construction could navigate and perform hydrographic operations around the clock and fully autonomous without any supervision. Comparison between experimental and simulation results showed that the simulated algorithm had acceptable accuracy and could navigate experimentally. The Standard Deviation (SD) for practical test was below 0.5 m.
    Keywords: Navigation, Kalman Filter, Simulation, Autonomous Robot, control
  • Roghaye Kashanizadeh, Mahmood Ghasemi Nejad, Navab Kazemi , Hassan Zaki Dizaji Pages 367-377
    Reduction of tillage operations in conventional systems and its replacement with a reduced tillage and conservation systems is recommended in order to sustainable production in agriculture and preservation of soil and water resources. In this research, the effect of applying three types of conventional tillage machines with different geometry that have less rigidity of soil tillage than conventional tillage machines (Chisel packer, combined tiller and offset disc) on the performance parameters of tillage including Specific draft, specific tillage energy, and weighted average diameter of clods, roughness of soil surface and percent of crop residue on the soil surface. Tillage depth is fixed in 20 cm, forward speed was in three levels (2.5, 4.5 and 6 km/h) and tillage machinery type was in three levels. Double Split plot in Randomized Complete Block Design used in the study in which tillage depth (main factor), forward speed (secondary factor) and the tiller type (sub-secondary factor) were the independent variables. The results showed that the amount of residues remaining on the soil surface after soil tillage was negatively correlated with not only special draft but also with other indices (weighted average diameter of clods and roughness of soil surface), and crop residue after soil tillage was applied as a criterion for comparing soil tillage machinery. The results of the comparison of the ranking of treatments based on two methods (amount of crop residues after soil tillage and the Component Analysis method) showed that the combined tiller and the offset disc at low velocity and Chisel packer at high velocity is recommended for conservation systems of tillage.
    Keywords: Special draft, Conservation tillage, Clod diameter, Soil roughness
  • Amir Alipasandi, Asghar Mahmoudi , Hosein behfar Pages 379-394
    According to the water crisis in the country and watermelon traditional irrigation process, it is possible to reduce planting and consequently increase the price of this product in the coming years, which highlights the necessity of indices for choosing high-quality watermelons. The purpose of this study is classification of the Charleston Gray watermelon variety into unripe, ripe and overripe classes, in this regard acoustic signals processing, data mining algorithms, and artificial intelligence techniques have been used for this purpose. After preparing the samples, firs through a capacitive microphone, signals acquired from different positions of watermelon using a solenoid and then, samples classes were determined by performing sensory evaluations. Signal processing techniques in time, frequency, processing domains and wavelet transformation were used for extraction of important features from acoustic signals of the watermelons, then some of the features that were significant in classification were selected using the t-test. Support Vector Machines and K Nearest Neighbor algorithms were used for sample classification. Totally 52% of the samples were classified correctly by experts. For metal ball, SVM algorithm with cubic kernel function resulted 78% correctly classification for acoustic signals obtained from middle position and Gaussian kernel function resulted 75% correctly classification for signals obtained from stem side position. K Nearest Neighbor algorithm equipped with the cosine distance resulted highest samples classification with a precision of 79% for the metal ball and the position of the stem side.
    Keywords: Sensory Evaluation, Watermelon, Signal Processing, Support Vector Machines, K Nearest Neighbor
  • Ali Rajabipour, Mohsen Daneshmand Vaziri , Mahmoud Omid Pages 395-408
    Managing the production of greenhouse products requires knowledge of controlling many environmental factors and plant nutrition and fight against pests and plant diseases. Recognition pests and fight against them is one of the most important activities in the process of production of greenhouse products. Pre-knowledge of the demographic density of insect pests is one of the effective methods of pesticides and reduce their levels of use, especially for insect pest control toxins. Wireless Sensor Networking Technologies (WSN) is one of the new technologies used to sense the environment and collect and transmit information to the user or the central station to view and respond appropriately to an occurrence or phenomenon. In this study, the use of WSN in monitoring, timely diagnosis of greenhouse white flies, design and mapping of greenhouse contamination was investigated. For this goal, 3750 images of 15 sticky traps with white flies that attached to Melon greenhouse in Isfahan Agricultural Jihad Research Center were provide and transmitted online using a WSN to a computer located at a distance of 900 meters from the greenhouse. The color images of the sticky traps are acquired by using 15 digital cameras were converted to gray colored images using MATLAB software, then after image classification with Support Vector Machine (SVM) classifier based on their features, are divided into two categories of images: whiteflies affected image and whiteflies unaffected image. After identification of the white flies, number of pests was counted and infection maps of Greenhouse with ArcMap10.2 software was drawn up. Assessment of the system showed that accuracy of SVM algorithm for categorizing images of sticky traps was 97.73%, and the average values of statistic parameters of the Confusion matrix for 15 traps including sensitivity, accuracy, specificity and classification accuracy were 98.46%, 83.31%, 99.08% and 97.72% respectively. The overall accuracy of the system for detection and counting Greenhouse whitefly pests is 97.71%. The average root mean square error (RMSE) in estimating of the number of white flight by image processing and direct counting was between 1 and 5.03. Therefore, the system is suitable for detecting and tracing and counting the number of trapped white flies, and it is possible to design appropriate greenhouse poisoning plans to fight this pest.
    Keywords: : Wireless Sensor Network (WSN), infection maps, whitefly, sticky traps, Support Vector Machine (SVM)
  • Behzad Elhami, Asadollah Akram, Majid Khanali Pages 409-421
    This study was conducted to investigate and model the energy consumption and greenhouse gas emissions of irrigated chickpea cultivation in Isfahan province using multilayer perceptron artificial neural network (ANN). The amount of each consumed inputs in production were collected from 110 producers of chickpea randomly by a questionnaire. The total energy consumption, product yield and energy ratio in chickpea production were calculated as 33211.18 MJ/ha, 2276.36 kg/ha, and 1.02, respectively. Nitrogen fertilizer with 9808 MJ/ha had the highest amount of consumed energy. Total greenhouse gas (GHG) emissions were calculated 965.20 kg CO2eq. ha-, in which, electricity and diesel fuel had the highest amount of total GHG emissions with 36% and 34%, respectively. An ANN model with 13-7-2 topology was recognized as the best model for prediction of yield and total GHG emissions. Based on this ANN model, the values of determination coefficient in prediction of yield and total GHG emissions were determined as 0.929 and 0.979, respectively. The results of sensitivity analysis of the model showed that agricultural machinery inputs had the highest impact on yield and total GHG emissions.
    Keywords: Electricity, Greenhouse emissions, Sensitivity analysis, Diesel fuel, Nitrogen fertilizer
  • Mojtaba Nosrati , Dariush Zare , Mehdi Nasiri , Abdolabbas Jafari, Mohammad Eghtesad Pages 423-435
    A practical model including a parameter as a function of drying condition were introduced to predict the effect of far-infrared radiation (FIR) in a combined rough rice drying process. Tests were conducted in three replication for four levels of FIR (0, 0.1, 0.2 and 0.3 Wcm-2) and three levels of inlet air temperature (30, 40 and 500C). The results obtained from the simulation of the proposed model demonstrated that the models were capable satisfactorily express the characteristics of drying rough rice in combined dryer. Also due to the effects of combination of hot air and FIR drying technique on drying rates, cracking enhancement ratio (CER), required breaking energy for grain, specific energy consumption (SEC) and optimal method was presented. Combination of hot air at temperature of 40 0C and FIR at intensity of 1000 W.m-2 is the best way to have lowest SEC and highest grain quality point of view.
    Keywords: Rough Rice, Far-infrared Radiation, Single Parameter Thin Layer Model, Combined Drying
  • ABBAS KHANMOHAMMADI , Ali Rajabipour, Majid LASHGARI, Hossein Mobli Pages 437-445
    In addition to harmful effects on the physical health of people, noise pollution can also create annoyance conditions for those who are exposed to it. Therefore, in addition to evaluating the sound quantity parameters, it is absolutely essential to examine the sound qualitative parameters in the work environment. In this research, the sound qualitative metrics of the HEPCO backhoe loader were evaluated. The acoustic annoyance model of the tested machine was determined using loudness, sharpness and fluctuation strength. The coefficient of determination of acoustic annoyance model and jury test was 0.93. Also, the acoustic annoyance model from this study was compared with two unbiased and psychoacoustic annoyance models. The results of this comparison showed that the proposed model changes in the gear ratios are not identical with the other two models. Therefore, by measuring the sound of the machine and extracting its quality metrics, it can calculate the acoustic annoyance inside the cabin.
    Keywords: Keywords: Unbiased Annoyance, Psychoacoustic, Jury Test, Gear Ratio
  • S.M. Mortazavi, Abbas Hemmat, Seyed Ahmad Mireei, Mojtaba Naderi, Boldaji Pages 447-458

    In this study, a two-ring capacitive sensor mountable on multiple-tip horizontal penetrometers has been developed. The size and shape of the electric field around the sensor was estimated to ensure that the sensor fields are not interfered with the adjacent probes of the multiple-tip penetrometer using finite element. The sensor function was then evaluated at different levels of volumetric moisture. The maximum radius of the soil located in the sensor’s electric field is 30 mm in the wetted soil. So the usage of the sensor in combination with the penetrometers at distance of 10 cm from each other would not cause the interference of the electric fields of the sensors. Increasing volumetric moisture reduces the output voltage of sensor (R2=0.91). The developed capacitive sensor is a suitable devise for measuring soil moisture in the range of 0-PL which can be used to measure simultaneously resistance and soil moisture in several depths independently in combination with multiple-tip horizontal penetrometers.

    Keywords: Soil Dielectric Constant, Capacitance Sensor, Volumetric Moisture, Finite Element
  • nasrin faraji, Mohammad alizadeh, Sajjad Pirsa, Hadi Almasi Pages 459-476

    The aim of this study was to produce Persian shallot essential oil nano-emulsion containing omega-3 fatty acids by spontaneous emulsification method and obtain the optimum conditions by head space-solid phase microextraction/gas chromatography (HS-SPME/GC) technique and polyaniline (PANI) nano fiber. The effects of four factors including omega 3 percent, surfactant type (TWEEN 20, 80 and caseinate sodium), surfactant-to-oil ratio (SOR 10-300%), and storage time on the encapsulation efficiency and chromatographic characteristics (including total peak area and total peak height) were studied. The Central Composite Design (CCD) was used to design 32 experiments. The effects of factors was considered on the emulsion, and P-value of <0.05 statistically significant. ..

    Keywords: Emulsion, Omega 3 fatty acids, Persian shallot, Nano-polyaniline, Gas chromatography
  • Ahmad Omidi, Reza Alimardani , Majid khanali Pages 477-488
    The use of photovoltaic (PV) systems is a useful solution for providing the required pumping power for irrigation of farms and gardens away from the grid (detached from the grid). The design of photovoltaic systems for water pumping completely depends on estimating the plant's water requirement. Because the water needs vary with time during the different irrigation season and solar radiation, performing accurate simulations is essential in order to achieve a successful and desirable design. The purpose of this paper is to provide a method for designing photovoltaic water pumping systems by combination water estimation relations and solar power models. In this study, Karaj station meteorological data during the ten year period (2005-2014) was used to estimate water demand and solar power. The water requirement of different months was estimated using the Penman-Monteith evapotranspiration model. The results showed that the highest water requirement was in July with 70 m3/day. It was estimated that in order to provide the necessary energy for daily pumping of up to 70 m3/day with a height of 30 m and taking into account the pump hydraulic efficiency and the efficiency of other components of the system, the pump with a power of 2200 W, the solar panel capacity of about 3222 W with 22 square meters area would be enough.
    Keywords: Photovoltaic, energy, irrigation system, sizing
  • Mahdi Keramat, Jahromi, Seyed Saeid Mohtasebi , Hossein Musazade, Amin Nasiri , Mahdi Ghasemi, Varnamkhasti Pages 489-500
    Electrohydrodynamic drying as a non-thermal method of drying increases the quality of dried products at ambient temperature. Considering the importance of using advanced methods in date fruit drying, in this study, an electrohydrodynamic-convective dryer equipped with temperature control system was developed to model the drying process of date fruit (cv. Shahani) slices based on changes in moisture ratio per drying time in electrohydrodynamic (EHD), hot air (HA) and the hybrid (EHD-HA) drying methods. Results showed as the air velocity increased, the drying time in 25 and 35 °C of EHD drying increased while increasing in air velocity, decrease the drying time in both HA and EHD-HA drying methods.
    Keywords: Date Fruit Chips, Dehydration, Electro-hydrodynamic, Convection, Non-thermal
  • nasim Monjezi, javad Sheikhdavoodi , hassan zaki dizaji Pages 501-511
    Sugarcane is an important industrial -agricultural crop in country. Considering the high cultivation level of this product in Khuzestan province and the high volume of data stored in these mechanized agricultural units, it is necessary to have a tool to process stored data. The data mining technique is well equipped to provide sugarcane manufacturers with the necessary information and patterns in modeling the yield of sugarcane. One of the most practical of these algorithms is decision trees. The main objective of this research is to predict yield sugarcane and to evaluate the factors affecting it using decision trees CART and CHAID. The present work was an analytical study conducted on a database containing 13211 records. Data were obtained from farms of Amir Kabir Agro-Industry, during 2013-2016. Data analysis was performed using IBM modeler software version 14.2 by CRISP methodology. The accuracy of decision tree (CART and CHAID) on the training data and test data were 90, 81, 85 and 79 percent, respectively. The results of this research can be used for sugarcane production and cultivation industries in Khuzestan Province in order to evaluate and optimize the sugarcane production process and predict the yield of sugarcane.
    Keywords: data mining, Khuzestan, Optimization, Modeling, Sugarcane
  • Mahmoud Ghaseminezhad , Mohammad Faramehr, Abbas Abdeshahi Pages 513-524
    Using Combine is the common method to harvest wheat in Iran. Since harvesting operations as the most sensitive stage of production affected by combine harvester performance, therefore investigating the combine harvester performance has a special importance and it’s necessary to evaluate. In this study, the effect of field and crop conditions on combine harvester performance in wheat harvesting has been investigated. For this purpose, an experiment was conducted in a completely randomized experimental with an unbalanced 2 x 3 factorial designs and covariance analysis using a New Holland combine harvester (TC 5070 model 2014) in Shahid Beheshti’s agro industry company farms in the town of Dezful, in 2016. Independent factors included three planting patterns (uniform row planting and furrow planting) and three levels of grain moisture contents (6-8, 8-10, 10 12 %), and dependent factors involved field capacity, field efficiency and the losses by combine. Furthermore, yield, percent of lodging and farm length were defined as covariant. The results indicated the effect of planting pattern on combine field capacity, combine field efficiency and combine losses have been significant (p value ≤ 0.01). The combine field capacity in the farms with uniform row planting pattern was 7.26 ton ha−1, while in farms with furrow planting pattern was 6.73 ton ha−1. The combine field efficiency in the farms with uniform row planting pattern was 83.70%, while in farms with furrow planting pattern was 82.42%. The losses by combine in the farms with uniform row planting pattern was 24.2 ton ha−1, while in farms with furrow planting pattern was 23.7 ton ha−1.
    Keywords: Combine, Field performance, Field efficiency, Losses, Planting patterns