Досліджено можливості використання моделі клітинних автоматів при вирішені завдання тепло- і вологоперенесення в камері сушіння деревини періодичної дії. Також досліджено процеси тепло- і вологообміну між деревиною та її агентом сушіння. Дослідження проведено з використанням CAD-моделі штабеля висушуваної деревини. Для використання клітинних автоматів запропоновано подання досліджуваної CAD-моделі у вигляді масиву кубів, кожен з яких має шість граней (клітин). Також в роботі запропоновано використання різних зон дослідження, кожна з яких дає змогу обчислювати значення температури та вологовмісту в різних місцях досліджуваної CAD-моделі, зокрема всередині деревини, на її межі чи в агенті її сушіння. Запропонована клітинно-автоматна модель містить локальні взаємозв’язки між клітинами, які описують їх загальну поведінку. Окрім опису загальної поведінки клітин, в моделі передбачена можливість задавання фізичних характеристик матеріалу. Це дає змогу апроксимувати процеси та визначити нові значення фізичних характеристик матеріалу, у т. ч. температуру та вологовміст. Запропонований алгоритм використання клітинних автоматів дає можливість отримувати достовірний результат без потреби проводити складні та дороговартісні практичні експерименти. Для пришвидшення процесу розрахунку використовується багатошаровість, яка полягає в отриманні числових значень фізичних характеристик матеріалу в декількох сусідніх клітинах, які розташовані на одному напрямку взаємодії. В роботі також наведено графіки зміни температури та відносної вологості агенту сушіння деревини. Окрім цього, наведено графіки зміни температури та вологовмісту деревини всередині та на її межі. Для перевірки адекватності та достовірності, проводиться порівняння отриманих результатів із результатами іншого експерименту. Для цього порівняння обчислюється середня абсолютна похибка між значеннями температури та вологості обох експериментів. Значення цієї похибки дають можливість визначити перспективи використання клітинних автоматів під час моделюваняі процесів тепло- і вологоперенесення в камерах сушіння деревини.
- Bandini, S., & Magagnini, M. (2001). Parallel Processing Simulation of Dynamic Properties of Filled Rubber Compounds Based On Cellular Automata. Parallel Comput., 27, 643–661. https://doi.org/10.1016/S0167-8191(00)00082-X
- Bandman, O. L. (2005). Kletochno-avtomatnye modely prostranstvennoi dynamyky. Systemnaia informatyka, 10, 57–113. [In Russian].
- Gibson, M. J., Keedwell, E. C., & Savic, D. A. (2015). An investigation of the efficient implementation of cellular automata on multi-core CPU and GPU hardware. Parallel Distrib. Comput., 77, 11–25. https://doi.org/10.1016/j.jpdc.2014.10.011
- Jaworski, N., Iwaniec, M., & Lobur, M. (2019). Implementation features of composite materials effective mechanical characteristics finding method based on microlevel cellular structural models. Materials of the XV International Conference CADSM2019, 36–39. https://ieeexplore.ieee.org/document/8779273
- Salehi, M. S., & Serajzadeh, S. (2012). Simulation of static recrystallization in non-isothermal annealing using a coupled cellular automata and finite element model. Comput. Mater. Sci., 53, 145–152. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2011.09.026
- Salin, J. G. (2008). Drying of liquid water in wood as influenced by the capillary fiber network. Drying Technology, 26(5), 560–567. https://doi.org/10.1080/07373930801944747
- Shumylyak, L., Zhikharevich, V., & Ostapov, S. (2015). Cellular automata modeling of impurities segregation in the melt crystallization process. International Journal of Computing, 14(4), 216–226. https://doi.org/10.47839/ijc.14.4.822
- Shumylyak, L., Zhikharevich, V., & Ostapov, S. (2016). Modeling of impurities segregation phenomenon in the melt crystallization process by the continuous cellular automata technique. Applied Mathematics and Computation, 290, 336–354. https://doi.org/10.1016/j.amc.2016.06.012
- Sitko, M., Chao, Q., Wang, J., Perzynski, K., Muszka, K., & Madej, L. (2020). A parallel version of the cellular automata static recrystallization model dedicated for high performance computing platforms – Development and verification. Comput. Mater. Sci., 172, 109–283. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2019.109283
- Sokolovskyy, Ya., & Sinkevych, O. (2018). Software and algorithmic support for represettation of CAD models in 2D von Neumann neighborhood. CEUR Workshop Proceedings, 2300, 215–218.
- Sokolovskyy, Ya., Sinkevych, O., & Voliansky, R. (2019). Development the software for simulation of physical fields in wood drying chambers by using cellular automata. Materials of the XV International Conference CADSM2019, 24–27. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8779262
- Sokolovskyy, Ya., Sinkevych, O., & Volianskyi, R. (2020). The study of cellular automata method when used in the problem of capillary-porous material thermal conductivity. Advances in Intelligent Systems and Computing V: Springer Computer Science, 1293, 714–729.https://doi.org/10.1007/978-3-030-63270-0_49
- Svyetlichnyy, D. S. (2010). Modelling of the microstructure: From classical cellular automata approach to the frontal one. Comput. Mater. Sci., 50, 92–97. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2010.07.011
- Zaitsev, D. A. (2018). Simulating Cellular Automata by Infinite Petri Nets. Journal of Cellular Automata, 13(1–2), 121–144.