แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อใช้ทำนายอุณหภูมิและความชื้นของดินที่มีและไม่มีวัสดุคลุมดินสำหรับการปลูกมะนาวในวงบ่อซีเมนต์

Abstract

การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อก่อสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับทำนายอุณหภูมิและความชื้นดินที่มีและไม่มีวัสดุคลุมดินสำหรับการปลูกมะนาวในวงบ่อซีเมนต์ที่มีการรองด้วยแผ่นซีเมนต์ โดยใช้สมการการถ่ายเทความร้อนและมวลสำหรับระบบพิกัดทรงกระบอกและแก้สมการด้วยระเบียบวิธีเชิงตัวเลข วิธีผลต่างสืบเนื่อง และตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลอง โดยประกอบด้วยการสำรวจลักษณะการปลูกมะนาวในเขตภาคตะวันออก การหาค่าสมบัติทางความร้อนของดินและสมบัติทางแสงของวัสดุคลุมดิน รวมทั้งการวัดอุณหภูมิและความชื้นดินในวงบ่อซีเมนต์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 80cm สูง 40cm ที่ระดับความลึก 0, 10, 20, 30 และ 40cm บริเวณสวนมะนาว อำเภอศรีราชา จังหวัดชลบุรี และภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยบูรพา ผลการทดลองพบว่าแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่สร้างขึ้นสามารถทำนายอุณหภูมิและความชื้นดินได้ โดยอุณหภูมิดินมีความสอดคล้องสัมพันธ์กับการทดลองตลอดทั้งวัน เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพัทธ์ (r) และสัมประสิทธิ์ความแปรผัน (R2) มีค่าเข้าใกล้ 1 และผลลัพธ์ของอุณหภูมิและความชื้นดินระหว่างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์กับการทดลองมีค่าใกล้เคียงกัน เนื่องจากค่ารากที่สองของความคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ย (RMSE), ค่ากลางของความคลาดเคลื่อนสมบูรณ์ (MAE) และค่ากลางของเปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อนสัมบูรณ์ (MAPE) มีค่าค่อนข้างต่ำ รวมทั้งความแตกต่างระหว่างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์กับการทดลองไม่มีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับความเชื่อมั่น 95% ดังนั้นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่สร้างขึ้นนี้สามารถทำนายอุณหภูมิและความชื้นดินได้