Модель пчелы и улья

  Введение В ходе осмысления значимости теплоемкости жилища пчел для сглаживания температурных колебаний возник естественный вопрос: а почему не использовать землю с ее практически неограниченной теплоемкостью? Тем более, что это традиционный известный способ защититься от внешней непогоды не только у диких животных (норы, берлоги), но и у человека (пещеры, землянки, подвалы). Да и для пчел человек давно использует траншеи, ямы, омшаники на зиму. Сами дикие пчелы также наравне с другими насекомыми используют почву для строительства жилища. Помню, было мне лет 10, на сенокосе коса воткнулась в кочку, а оттуда вылетели пчелы и предложили мне "косить отсюда". Так почему пчеловодам не держать пчел в земле? Погуглил, оказывается есть такая практика. В журнале Пчеловодство №5 2010 есть статья пчеловода А.А. Феохари "Земляной улей". Живу на юге Украины. Пчеловодством занимаюсь уже 26 лет. Степь и пчелы стали сущностью моей жизни. Меня всегда интересовала жизнь пчел в...

Более трех месяцев не публиковал ничего в блоге. Если бы у меня было много подписчиков, вероятно, многие бы уже отписались. Но поскольку у меня всего один подписчик (и это моя жена), никто пока не отписался. Сегодня у меня второй день отпуска, и я решил дать некоторые пояснения. В конце прошлого года, выступая не конференции АЕП-2025, я упомянул о том, что в создании модели пчелиной семьи и улья уперся в вычислительную производительность - десять минут реального времени для кластера 11 на 11 ячеек моделировалось на моем компьютере около 300 секунд, т.е. рамка Дадана считалась бы около часа, а весь улей более десяти часов. Десять минут - за 10 часов! Это конечно же неприемлемо. Максимум, что я еще смог сделать - промоделировать 30 минут для кластера 20 на 20 ячеек с разным статусом, чтобы сравнить с опубликованными для него модельными результатами . Продолжая искать возможность повысить быстродействие, я вернулся к применению упрощенных интегральных методик, анализирую какой улей ...

На основании выводов заметки На пути к улью для пчел  предлагаю следующую конструкцию: Серым цветом показаны ПИР-плиты толщиной 30 мм, желтым - деревянные рейки сечением 5×30 мм. На нижнем рисунке крышка снята. В середине конструкции - гнездовой корпус. Для минимизации площади ограждения его желательно сделать в форме цилиндра, но я сделал в форме шестигранной призмы, так легче изготавливать. Допускаю четырехугольную призму - малоформатник 300×300 мм - чтобы облегчить переход для желающих. При толщине стенки 300 мм внешняя  грань - 210 мм, внутренняя - 175.4 мм; высота (вместе с рейками обвязки) - 600 мм. При таких габаритах внутренний объем равен 47.9 литра, площадь поперечного сечения - примерно 8 дм². Если его полностью застроить сотами, оставив внизу 20 мм свободными, получится 139 дм² двусторонних сот - более, чем достаточно для сильной семьи (больше, чем у 12-рамочного дадана объемом 63 литра). Для устойчивости сот необходимо предусмотреть снозы, как в колоде. Леток кру...

 Эпиграф: Улей - изобретенное человеком жилище пчел, удобное для пчеловода. Введение В эпоху бортничества человек изготавливал жилища для пчел, копируя естественное дупло в дереве, но добавив должею - съемную дверцу для доступа к меду (back door). В борти, как и в дупле, был один леток обычно ближе к нижней части полости, и пчелы привычно организовывали и поддерживали комфортный микроклимат, т.к. толстые стенки - ствол живого дерева - были не только надежным теплоизолятором, но и термо- и влагостабилизатором. Термостабилизация обеспечивалась большой теплоемкостью и довольно малой теплопроводностью живой древесины, отсутствием сквозняков, а влагостабилизация - ее гигроскопической способностью. Бортничество до сих пор занимает свою нишу в отрасли пчеловодства, но в силу специфики и трудоемкости - совсем небольшую. Однако, то, что оно не исчезло, означает, что пчеловодство на земле не сумело его полностью заменить. Человек для того, чтобы не лазать по деревьям и не ходить за медом да...

 В исходной заметке я предположил, что пчела устает при полете с грузом на большое расстояние и поэтому берет нектара не под завязку, а тем меньше, чем дальше лететь до улья. Предположение основывалось на том, что не могла пчела сжечь столько нектара за время полета. Но - "Позор джунглям!" - было не замечено, что это могло произойти за счет подсушки нектара, т.е. удаления из него воды. Когда делал доклад на конференции АЕП-2025, в частности, говоря об охлаждении пчелы испарением и сопутствующей этому подсушке нектара, поймал себя на мысли, что нужно подкорректировать количество собранного нектара в   заметке  на величину этой подсушки.  Сейчас пришло время это сделать, и я решил не исправлять старую заметку, а написать новую, т.к. основное предположение о недогрузке из-за расстояния стало очевидно сомнительным. Как обычно, перед началом работы я "осмотрелся по сторонам" и увидел довольно свежую статью Honey bees save energy in honey processing by dehydrating n...

В самом начале работы над моделью я, конечно же, искал готовые решения, и видел, что есть статья J.A.C. Humphrey, E.S. Dykes  Thermal energy conduction in a honey bee comb due to cell-heating bees [30], где  решалась задача нестационарного теплопереноса для кластера 20х20 ячеек с разным содержимым ячеек и пчелами-грелками. Однако полного доступа к статье у меня не было, и пришлось делать модель самому, чем я и занимаюсь уже почти год. Как я уже писал в заметке Статус ячейки с расплодом 2 , мне очень повезло, что блог посетил В.Г. Маршаков и предложил помощь с первоисточниками. В его огромном архиве нашлась копия этой статьи, и он мне ее прислал. Еще раз огромное спасибо, Владимир Георгиевич! После того, как сделаны модели всех статусов ячейки и модель теплового взаимодействия ячеек в соте можно попытаться промоделировать участок сота с разными типами ячеек. Тем более, что теперь есть с чем сравнить. Поэтому возьмем такой же кластер 20х20 ячеек и заполним его аналогичным образо...