Multiscale model of a freeze–thaw process for tree sap exudation
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Notice bibliographique
Résumé
Sap transport in trees has long fascinated scientists, and a vast literature exists on experimental and modelling studies of trees during the growing season when large negative stem pressures are generated by transpiration from leaves. Much less attention has been paid to winter months when trees are largely dormant but nonetheless continue to exhibit interesting flow behaviour. A prime example is sap exudation, which refers to the peculiar ability of sugar maple (Acer saccharum) and related species to generate positive stem pressure while in a leafless state. Experiments demonstrate that ambient temperatures must oscillate about the freezing point before significantly heightened stem pressures are observed, but the precise causes of exudation remain unresolved. The prevailing hypothesis attributes exudation to a physical process combining freeze-thaw and osmosis, which has some support from experimental studies but remains a subject of active debate. We address this knowledge gap by developing the first mathematical model for exudation, while also introducing several essential modifications to this hypothesis. We derive a multiscale model consisting of a nonlinear system of differential equations governing phase change and transport within wood cells, coupled to a suitably homogenized equation for temperature on the macroscale. Numerical simulations yield stem pressures that are consistent with experiments and provide convincing evidence that a purely physical mechanism is capable of capturing exudation.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle