В работе предлагается контролировать состояние древесных растений с помощью метода регистрации отклика на изменение температуры окружающей среды. Показывается, что анализ результатов наблюдения удобно осуществлять с помощью вычислительного эксперимента, основанного на математическом моделировании зависимости состояния древесного растения от изменения внешних физических факторов
изменение температуры окружающей среды, разность потенциалов, напряженность электрического поля
Эффективность контроля состояния сложных систем, таких как древесные растения, можно повысить с помощью мониторинга их отклика на изменение внешних факторов [1]. Анализ результатов наблюдения удобно осуществлять с помощью вычислительного эксперимента, основанного на математическом моделировании зависимости состояния древесного растения от изменения внешних физических факторов. В качестве примера возможностей данного метода в докладе рассматривается задача о мониторинге отклика древесного растения на изменение температуры окружающей среды. Для решения поставленной задачи необходима адекватная описательная (физическая) модель древесного растения, которая позволит создать математическую модель взаимосвязи измеряемой с контролируемой точностью с помощью электроизмерительных приборов или цифровых датчиков характеристики состояния древесного растения с изменением фактора окружающей среды – температуры.
Согласно [2], ксилема растущего дерева на 90–95 % состоит из мертвых клеток, и лишь часть клеток (паренхимные) сохраняют живой протопласт, а длина большинства клеток ориентирована в направлении продольной оси дерева. В силу сложности своей структуры древесина обладает низкой теплопроводностью, поэтому суточные изменения температуры обязательно влекут за собой возникновение неоднородного температурного поля вдоль радиуса ствола дерева. Будем моделировать ствол дерева бесконечно длинным цилиндром радиуса r0 (данное приближение справедливо, поскольку высота ствола в десятки раз превышает его радиус). Определим, какое распределение температуры Т(r,t) установится вдоль радиуса ствола со временем, если это распределение практически не зависит от высоты (z).
1. Евсикова Н.Ю. Сканирование электрического поля в стволах древесных растений как метод выявления жизненного состояния / Н.Ю. Евсикова, Н.Н. Матвеев, О.М. Корчагин, Н.С. Камалова, В.Ю. Заплетин // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2008. - № 6. - С. 43-49.
2. Уголев, Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения: Учебник для лесотехнических вузов. Изд. 3-е, перераб. и доп.: - М.: МГУЛ, 2001. - 340 с.
3. Карташов, Э. М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел / Э. М. Карташов. - М.: Высш. шк., 2001. - 550 с.
4. Тихонов, А. Н. Уравнения математической физики / А. Н. Тихонов, А. А. Самарский. - М.: Наука, 1966. - 724 с.0
5. Лыков, А. В. Теория теплопроводности / А. В. Лыков. - М.: Высшая школа, 1967. - 600 с.
6. Матвеев, Н.Н. Поляризационные эффекты в кристаллизующихся полимерах: монография / Н.Н. Матвеев, В.В. Постников, В.В. Саушкин. - Воронеж, 2000. - 170 с.
7. Электрические поля термического происхождения в природной древесине / Н. Ю. Евсикова, В. В. Постников, Н. Н. Матвеев, В. И. Лисицын // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения (INTERMATIC - 2006) : материалы Международной научно-технической конференции, Москва, 24-28 октября 2006 г. / под ред. А. С. Сигова. - М. : Энергоатомиздат, 2006. - Ч. 3. - С. 87-89.
