Computational Fluid Dynamics Study of the Wake of a High-Clearance Agricultural Boom Sprayer
Notice bibliographique
Résumé
Self propelled agricultural sprayers are commonly found on farms in Saskatchewan. These vehicles are used to spray pesticides onto crops to increase the productivity of the field. Spray drift occurs when pesticides are carried away from their target. It has been estimated that up to 30% of all pesticides sprayed onto a crop will drift. The literature contains multiple studies on how particles released from a nozzle will travel, but there is a lack of research towards understanding how the airflow patterns around an agricultural sprayer might affect spray drift. The present thesis research modeled the airflow around a John Deere 4830 agricultural sprayer using computational fluid dynamics (CFD), with a focus on the sprayer wake. Since agricultural sprayers are large vehicles, the numerical grid must include enough elements to realistically model the wake of the sprayer, while keeping the number of elements low enough to make the simulations possible in a reasonable amount of time. Several grids with different element size and type were investigated to meet this requirement. Benchmarking studies were performed on a circular cylinder to determine the performance of different grids. The best performing grids were then tested on a small section of the sprayer boom. In the sample boom tests the smaller elements provided more detail, but there were stability issues, the coarse elements were ultimately chosen as they performed realistically. The full-scale simulations were performed using the STAR-CCM+ commercial CFD code. Using the grid developed earlier, three simulations were performed on the agricultural sprayer. The three simulations represented different boom heights and sprayer travel speeds to determine how different operating conditions may affect the airflow around the sprayer. The simulations showed that the wake of a sprayer has four different zones, corresponding to different parts of the vehicle and boom geometry. The wake of the sprayer was shown to be largest directly behind the vehicle. The downstream extent of the wake decreases along the boom up to the folding knuckle where the size increases again due to the increased blockage of the flow. The simulations showed that increasing the sprayer travel speed and increasing the boom height both caused significant increases to the turbulence intensity in the wake of the sprayer and in the region near the nozzles. This in turn could increase the potential for spray drift occurring.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
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.
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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».