МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И АЛГОРИТМ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ

Аннотация

Искусственный интеллект (ИИ) трансформирует сельское хозяйство,
внедряясь в системы экономичного полива и предлагая решения для оптимизации
использования воды, прогнозирования её потребности, мониторинга систем орошения,
анализа данных о растениях и управления удобрениями. Технологии ИИ анализируют
множество переменных, таких как состояние почвы, климатические условия и
характеристики растений, чтобы оптимизировать процессы орошения и способствовать
эффективному распределению ресурсов. Это направление актуально для улучшения
урожайности и качества сельскохозяйственной продукции, при этом минимизируя затраты
и воздействие на окружающую среду.
В этом разделе описывается разработка математической модели для оптимизации
процесса капельного орошения, учитывая сложные взаимосвязи между водой, почвой,
растениями и климатическими условиями. Применение уравнений Навье-Стокса,
описывающих движение жидкости, и численных методов, таких как метод конечных
элементов, обеспечивает моделирование и оптимизацию потока воды. Процесс оптимизации
включает в себя несколько шагов: от моделирования системы и определения параметров до
применения оптимизационных методов для нахождения оптимальных решений. Надо
подчеркнуть сложность задачи оптимизации полива и важность учета множества
переменных, включая практические аспекты капельного орошения, такие как расположение
капельниц и типы почвы.
По результатам исследований был разработан алгоритм решения уравнения НавьеСтокса в сочетании с дополнительными уравнениями, учитывающими поведение капель
(например, уравнения движения капель в поле скорости). Эта модель позволяет описать
распределение капель в пространстве и времени, их взаимодействие с окружающей средой и
другими каплями, а также поведение жидкости в целом при орошении.
Изучены вопросы разработки математической модели и алгоритма искусственного
интеллекта для систем капельного орошения. В качестве математической модели для
моделирования процессов в системе орошения использовано уравнение Навье-Стокса.