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Enregistrement W3155859331 · doi:10.1111/ejss.13117

Soil thermal conductivity model by de Vries: Re‐examination and validation analysis

2021· article· en· W3155859331 sur OpenAlexaffabout
V. R. Tarnawski, Bernhard Wagner, Wey H. Leong, M. L. McCombie, P. Coppa, G. Bovesecchi

Notice bibliographique

RevueEuropean Journal of Soil Science · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueSoil and Unsaturated Flow
Établissements canadiensToronto Metropolitan UniversitySaint Mary's University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésSoil waterMineralogySoil scienceThermal conductivityQuartzPedotransfer functionDispersion (optics)Characterization (materials science)CalibrationWeightingGeologyMaterials scienceMathematicsHydraulic conductivityPhysicsComposite material

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract The thermal conductivity ( λ ) of soils is an important property in a variety of science and engineering applications. One of the most widely used λ models in soil science was proposed by de Vries ( deV‐0) . This model is complicated and difficult to use as it is based on several controversial assumptions. The deV‐0 assumes that a soil system is composed of non‐contacting solid particles (rotated uniform ellipsoids) that are dispersed in a continuous homogeneous medium (air or water). Furthermore, deV‐0 assumes that soil solids consist of quartz and consolidated bulk minerals. These assumptions do not reflect the true nature of soils that are composed of several compacted minerals, diverse in shape and notably different in size. A critical analysis of this model concluded that its most controversial feature was inherited from an electrical conductivity model for a two‐phase dispersion system; specifically, from weighting shape factors of non‐contacting rotated oblate ellipsoids. Furthermore, deV‐0 has not yet been fully examined and verified with respect to a comprehensive and complete soil λ database. Also, there is a lack of comparable models to deV‐0 that would contain a complete set of clearly described and linked expressions. Consequently, two slightly adjusted versions of deV‐0 were developed; namely, deV‐1 with soil bulk mineralogy (quartz plus integrated residual minerals) and deV‐2 with complete soil mineralogy (i.e., including individual contributions from all soil minerals). Both models underwent successful calibration and verification against λ data of 39 Canadian field soils and three Standard sands. Markedly improved estimates ( λ est ) were obtained when, instead of dry air thermal conductivity ( λ a ), an apparent air thermal conductivity ( λ a‐app = λ a + λ v ) was applied ( λ v represents thermal effects caused by migration of water vapour and evaporation/condensation processes). For deV‐1 , the following reduction of standard deviation ( SD ) data was obtained: 53.5% for 17 coarse soils, 34% for 22 fine soils, and 44.5% for all 39 soils. Then, the same calibration factors of deV‐1 were applied to the deV‐2 model and a similar reduction of SD data was obtained (52.7, 24.1 and 40.1%, respectively). Generally, for 39 Canadian field soils, both models ( deV‐1 and deV‐2 ), with quartz thermal conductivity ( λ qtz ) of 7.6 W·m −1 ·K −1 , produced very close λ estimates ( SD ≈ 0.099 and 0.094 W·m −1 ·K −1 , respectively). Taking into account the simplicity of mineral composition and fewer calibration coefficients, deV‐1 was a preferable choice. For that reason, soil bulk mineralogy appears to be a good equivalent to complete soil mineralogy. Also, for Standard sands (100% sand: C‐109, C‐190, NS‐04), improved λ est were obtained by replacing λ a with λ a‐app . Finally, the deV‐1 model was successfully applied to 10 Chinese soils and the following average SD values were obtained: for four coarse soils 0.135 W·m −1 ·K −1 , whereas for six fine soils 0.127 W·m −1 ·K −1 . Highlights The original λ model by de Vries ( deV‐0 ) underestimates experimental λ data. Two modified deV‐0 versions were developed: deV‐1 , quartz + bulk minerals; deV‐2 , all soil minerals. Improved estimates were obtained when, instead of dry air λ , an apparent air λ was applied. The deV‐1 model was successfully applied to 10 Chinese soils.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,005
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,032
Score d'incertitude au seuil0,064

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,005
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,017
Tête enseignante GPT0,219
Écart entre enseignants0,203 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations32
Publié2021
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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