Simulating wind effect on microsprinkler water distribution

Abstract

Wind incidence can affect microsprinkler water distribution. Evaluations of those conditions can be facilitated using simulations by computational models. The present work evaluates the performance of a ballistic model on simulating the wind effect on microsprinkler water distribution. Experimental tests were carried out using self-compensating microsprinklers, nozzle sizes 1.00 mm (gray), 1.10 mm (brown), 1.48 mm (orange), and 1.75 mm (yellow). The gray and brown nozzles used black swivels and the orange and yellow nozzles used blue swivels. The wind effect was artificially caused by fourteen 200 W fans. Computational simulations were realized using SIRIAS software, based on a ballistic model originally developed for sprinkler systems. The correlation coefficients (r) varied from 0.619 to 0.880, while the exactness coefficients (d) varied from 0.842 to 0.944. Swivels internal geometry influenced results. Tested models presented performances classified as very good for the black swivel nozzles and regular for the blue swivel nozzles. Key words: irrigation, software SIMULAÇÃO DO EFEITO DO VENTO NA DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA EM MICROASPERSORESRESUMO: A incidência de ventos pode afetar a distribuição da água aplicada por microaspersores. As avaliações nessas condições podem ser facilitadas empregando-se simulações através de modelos computacionais. No presente trabalho avaliou-se o desempenho de um modelo balístico para simular o efeito do vento na distribuição de água em microaspersores. Os ensaios experimentais foram realizados com emissores autocompensantes, com diâmetros de bocais iguais a 1,00 mm (cinza), 1,10 mm (marrom), 1,48 mm (laranja) e 1,75 mm (amarelo). Os bocais cinza e marrom operaram com rotor preto e os bocais laranja e amarelo utilizaram rotor azul. O efeito do vento foi provocado artificialmente empregando-se um conjunto de quatorze ventiladores de 200 W de potência. As simulações computacionais foram realizadas empregando-se o programa SIRIAS, que tem por base um modelo balístico originalmente desenvolvido para sistemas de aspersão convencional. Os coeficientes de correlação (r) variaram de 0,619 a 0,880, enquanto os coeficientes de exatidão (d) ficaram entre 0,842 e 0,944. As geometrias internas dos rotores influenciaram os resultados, sendo que o modelo apresentou um classificado como muito bom para os bocais com rotor preto e um desempenho regular para os bocais que trabalharam com rotor azul. Palavras-chave: irrigação, programa computacional

Sediment yield in Paraopeba River Basin – MG, Brazil

“…The accuracy of the results generated by the SDR models were evaluated following the recommendations of Conceição and Coelho (2003) and Beskow et al (2011), seeking to determine the performance confidence index (c) of Camargo and Sentelhas (1997). This index is obtained multiplying the correlation coefficient (r) by the Willmott index (d) (Willmott and Wicks 1980), as follows: (11) In which P i is the ith estimated value, O i is the ith observed value, and O represents the average of the observed values.…”

Modelagem dos efeitos do vento na uniformidade da irrigação por aspersão: aspersores de tamanho médio

“…A adequação com que as simulações realizadas permitem prever os valores observados do Coeficiente de Uniformidade de Christiansen (CUC) foi avaliada seguindo-se as recomendações de Montero et al (2001), determinando-se o desvio absoluto médio e o valor do coeficiente de determinação (R 2 ) e de Conceição & Coelho (2003), no sentido de se determinar o índice de confiança de desempenho (c), de Camargo & Sentelhas (1997). O valor de "c" é obtido pela multiplicação do coeficiente de correlação (r) pelo índice de Willmott (d), conforme apresentado nas equações abaixo: A adequação dos parâmetros do ajuste pode ser avaliada na Figura 4, que compara mapas de contorno das taxas de aplicação de água (mm h -1 ) obtidas nos ensaios de campo com mapas gerados pelo programa computacional.…”

“…O modelo SIRIAS (Carrión et al, 2001), que necessita de ensaios de aspersores operando com e sem vento na calibração de seus parâmetros, tem sido utilizado com êxito na simulação de aspersores de tamanho médio Playán et al, 2006) e de microaspersores (Conceição & Coelho, 2003).…”

SIA: Modelo para simulação da irrigação por aspersão - Calibração e validação

“…No caso particular dos canhões hidráulicos, além das incertezas quanto aos valores dos coeficientes de arraste, existem dificuldades de se estabelecer as condições iniciais das gotas (posição em relação ao aspersor, velocidade e ângulo da trajetória), motivo pelo qual a modelagem baseada na teoria balística é frequentemente empregada na simulação do desempenho de pequenos (Conceição & Coelho, 2003) e médios aspersores (Montero et al, 2001;Playán et al, 2006).…”