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  • 2015年第46卷第4期文章目次
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    • >農(nóng)業(yè)裝備與機(jī)械化工程
    • 基于壓電薄膜的免耕播種機(jī)播種深度控制系統(tǒng)

      2015, 46(4):1-8. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.001

      摘要 (4229) HTML (0) PDF 1.60 M (2056) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為使免耕播種機(jī)在秸稈覆蓋地作業(yè)時(shí)自動(dòng)保證播種深度的一致性和穩(wěn)定性,設(shè)計(jì)了一種主動(dòng)作用式播種深度自動(dòng)控制系統(tǒng)。采用聚偏二氟乙烯(Polyvinylidence fluoride,,PVDF)壓電薄膜傳感器將免耕播種機(jī)限深輪的胎面形變量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),信號(hào)處理電路對(duì)傳感器產(chǎn)生的信號(hào)放大濾波,提取信號(hào)峰值,,系統(tǒng)根據(jù)峰值信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)播種單體對(duì)地表的壓力,控制信號(hào)形成電路在壓力不足時(shí)發(fā)出控制信號(hào),,控制安裝在播種機(jī)機(jī)架與播種單體四連桿間的空氣彈簧產(chǎn)生推力,,使播種單體能夠產(chǎn)生對(duì)地表的壓力,,從而保證播種深度的一致性,。試驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的主動(dòng)作用式播種深度自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠精確控制開(kāi)溝深度,,仿形性能可靠,,作業(yè)速度為5~8km/h時(shí),,播深合格率達(dá)到90%,作業(yè)速度大于8km/h時(shí),,播深合格率明顯高于被動(dòng)作用式播種深度控制裝置,。

    • 基于模糊PID的采棉機(jī)作業(yè)速度最優(yōu)控制算法與試驗(yàn)

      2015, 46(4):9-14,27. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.002

      摘要 (4296) HTML (0) PDF 1.50 M (2182) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)采棉機(jī)作業(yè)速度影響采棉效率的問(wèn)題,,提出基于模糊PID控制技術(shù)的采棉機(jī)作業(yè)速度實(shí)時(shí)調(diào)整算法,,建立行走速度調(diào)節(jié)模型,實(shí)現(xiàn)采棉機(jī)作業(yè)速度最優(yōu)控制,。該算法通過(guò)實(shí)時(shí)獲取棉花在線流量,,經(jīng)采棉輸入負(fù)荷梯度堵塞條件約束,并將模糊算法和常規(guī)PID控制相結(jié)合,,應(yīng)用模糊規(guī)則和推理方法對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行在線整定,,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)行走速度,實(shí)現(xiàn)作業(yè)速度最優(yōu)控制,。借助基于FPGA的硬件控制器在4MZ—5型采棉機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)研究,。試驗(yàn)表明:所提出的算法可以根據(jù)棉花在線流量當(dāng)量大小實(shí)時(shí)調(diào)整作業(yè)速度,提高了采棉機(jī)作業(yè)效率,;有效避免了因采棉量過(guò)大造成的輸棉管堵塞故障,,提高了采棉機(jī)智能化水平。

    • 小尺度荷電錐—射流場(chǎng)強(qiáng)分布特性研究

      2015, 46(4):15-20. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.003

      摘要 (3483) HTML (0) PDF 1.33 M (1811) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:基于微小尺度荷電噴霧燃燒系統(tǒng),,進(jìn)行了組合電場(chǎng)下乙醇的荷電霧化實(shí)驗(yàn),,得出了穩(wěn)定的錐—射流霧化模式,并基于該模式,,進(jìn)行了理論分析計(jì)算,。借助直角坐標(biāo)系與極坐標(biāo)的關(guān)系,采用橢圓積分的方法,,求解出組合電場(chǎng)下射流區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)分布,。研究結(jié)果表明:環(huán)形電極在射流區(qū)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)在噴嘴中心處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度最大,環(huán)形電極圓心處的場(chǎng)強(qiáng)為0V/m,當(dāng)其他條件相同時(shí),,場(chǎng)強(qiáng)隨著半錐角的增大而增大,。環(huán)形電極的半徑遠(yuǎn)大于噴嘴半徑,極距較小,,環(huán)形電極在射流區(qū)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與噴嘴電極所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)相比可以忽略,。在球坐標(biāo)系φ為0°~49.3°范圍內(nèi),射流區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)分布是軸對(duì)稱的極不均勻的場(chǎng)強(qiáng),,噴嘴中心處值較小,,周圍場(chǎng)強(qiáng)較高,利于霧滴荷電,,改變環(huán)形電極電壓參數(shù),,對(duì)射流區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)分布沒(méi)有影響,但對(duì)霧化區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)起到了明顯增強(qiáng)作用,。

    • 葉片數(shù)對(duì)離心泵小流量工況空化特性的影響

      2015, 46(4):21-27. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.004

      摘要 (3407) HTML (0) PDF 2.18 M (1683) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為研究小流量下離心泵的空化特性,,采用ANSYS CFX 14.5,基于k—ε湍流模型和Rayleigh—Plesset空化模型,,以3種葉片數(shù)葉輪的IS50—65—160型離心泵為研究對(duì)象,,對(duì)其內(nèi)部空化流動(dòng)分別進(jìn)行了數(shù)值模擬。為了提高數(shù)值計(jì)算準(zhǔn)確性,,進(jìn)行了網(wǎng)格無(wú)關(guān)性分析,,且從泵空化性能、葉輪所受扭矩及軸向力分析了葉片數(shù)對(duì)泵小流量下空化特性的影響規(guī)律,。研究結(jié)果表明:當(dāng)葉片數(shù)從4增加至8時(shí),,離心泵揚(yáng)程增加,但其效率變化較復(fù)雜,。小流量工況下,,隨著空化系數(shù)降低,各葉片數(shù)葉輪扭矩與泵揚(yáng)程均不同步地發(fā)生陡降,,且出現(xiàn)相似地匍匐下降規(guī)律,;當(dāng)揚(yáng)程下降3%后,各葉輪所受軸向力的大小幾乎恒定,;單個(gè)葉片流道的空泡體積出現(xiàn)突增,,明顯較其他葉片流道大,各葉片流道空泡分布極不對(duì)稱,。研究發(fā)現(xiàn),,離心泵揚(yáng)程及扭矩匍匐下降特性很可能與不對(duì)稱葉片空化相關(guān)。

    • 基于PIV測(cè)試的螺旋離心泵內(nèi)部流動(dòng)特性研究

      2015, 46(4):28-32,,58. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.005

      摘要 (3646) HTML (0) PDF 2.54 M (2082) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了研究螺旋離心泵內(nèi)部流體流動(dòng)機(jī)理,通過(guò)對(duì)螺旋離心泵改造和透明化處理,應(yīng)用PIV測(cè)試技術(shù),,取螺旋離心泵軸截面和徑向截面分階段獲得各截面上速度變化,,進(jìn)而得到各個(gè)截面上的流動(dòng)信息,揭示螺旋離心泵內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài),。結(jié)果表明:整個(gè)軸向截面中,,物理參量擾動(dòng)大于徑向截面,尤其在葉輪流道的軸截面,,有明顯的渦旋出現(xiàn),。在深入蝸殼的葉輪流道中,渦旋數(shù)量明顯增加,,這是因?yàn)樵搮^(qū)域的流體方向在葉輪旋轉(zhuǎn)和蝸殼使其變化過(guò)程中,,同時(shí)受力分配促進(jìn)了這種變化;在徑向截面上,,能明顯看到速度方向和流線沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn),,同時(shí),流體均有由中心向外運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),,這是葉輪螺旋段螺旋推進(jìn)作用后又一個(gè)重要組成部分離心段的離心力作用決定的,,葉輪的螺旋段螺旋推進(jìn)作用和離心段的能量轉(zhuǎn)換相互配合,構(gòu)成了螺旋離心泵工作的過(guò)程,。

    • 多級(jí)離心泵級(jí)間導(dǎo)葉性能優(yōu)化

      2015, 46(4):33-39. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.006

      摘要 (4326) HTML (0) PDF 2.29 M (2179) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為研究多級(jí)離心泵導(dǎo)葉內(nèi)的流動(dòng)損失,,基于DES數(shù)值模擬方法,對(duì)某型多級(jí)離心泵進(jìn)行瞬態(tài)模擬,,并利用試驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值方法的可靠性,。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)分析樣機(jī)流場(chǎng)模擬結(jié)果提出導(dǎo)葉內(nèi)損失的3種機(jī)理:漩渦,、環(huán)流和碰撞,。為減少導(dǎo)葉內(nèi)損失,運(yùn)用葉輪設(shè)計(jì)方法重新設(shè)計(jì)了反導(dǎo)葉,,并對(duì)過(guò)渡段進(jìn)行光滑改進(jìn),。模擬結(jié)果顯示改進(jìn)反導(dǎo)葉和過(guò)渡段均能改善泵內(nèi)的流場(chǎng),泵效率分別提高2.4%和1.7%,;耦合優(yōu)化后導(dǎo)葉內(nèi)的速度矢量和流線均未顯示漩渦,,環(huán)流和碰撞大大降低,泵效率提高2.9%,。

    • 可調(diào)后置導(dǎo)葉對(duì)泵裝置水力特性的影響與預(yù)測(cè)

      2015, 46(4):40-46. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.007

      摘要 (3470) HTML (0) PDF 2.53 M (1676) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了研究可調(diào)后置導(dǎo)葉對(duì)軸流泵裝置水力性能的影響,,基于雷諾時(shí)均方程和RNG k—ε湍流模型計(jì)算了各工況時(shí)7種調(diào)節(jié)角的后置導(dǎo)葉泵裝置的水力性能,分析了不同調(diào)節(jié)角時(shí)后置導(dǎo)葉的翼型繞流速度矢量,,構(gòu)建了可調(diào)后置導(dǎo)葉對(duì)泵裝置能量性能影響的BP-ANN預(yù)測(cè)模型,,并通過(guò)理論計(jì)算結(jié)合數(shù)值模擬驗(yàn)證了預(yù)測(cè)模型的有效性,。結(jié)果表明:當(dāng)后置導(dǎo)葉調(diào)節(jié)角沿順時(shí)針?lè)较蛟龃髸r(shí),軸流泵裝置的高效區(qū)向大流量方向偏移,;沿逆時(shí)針?lè)较蛟龃髸r(shí),,泵裝置的高效區(qū)向小流量方向偏移。通過(guò)調(diào)節(jié)后置導(dǎo)葉可達(dá)到改善導(dǎo)葉體內(nèi)部流態(tài),,減弱甚至消除導(dǎo)葉片進(jìn)口沖角及尾部脫流等不良流態(tài)的目的,,從而提高泵裝置的水力效率。建立的BP-ANN預(yù)測(cè)模型具有比較高的預(yù)測(cè)精度,,預(yù)測(cè)精度在1%以內(nèi),,可滿足實(shí)際工程預(yù)測(cè)要求。

    • 高比轉(zhuǎn)數(shù)離心式潛水排污泵設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

      2015, 46(4):47-52. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.008

      摘要 (3190) HTML (0) PDF 1.82 M (1550) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)350QW 1500—16—90型排污泵,,運(yùn)用CFD軟件ANSYS CFX對(duì)采用不等揚(yáng)程水力設(shè)計(jì)方法2種方案和傳統(tǒng)等揚(yáng)程水力設(shè)計(jì)方法1種方案在不同工況下泵內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行模擬分析,,做出性能預(yù)測(cè),并選取最優(yōu)方案進(jìn)行試驗(yàn),。研究結(jié)果表明:采用不等揚(yáng)程水力設(shè)計(jì)方法可以減小葉輪工作面低壓區(qū)和回流,,從而使泵有均勻的葉片出口靜壓及流速分布;利用CFD技術(shù)所獲得的揚(yáng)程,、效率的預(yù)測(cè)曲線和試驗(yàn)所得到的性能曲線變化規(guī)律一致,,無(wú)馬鞍區(qū),無(wú)過(guò)載現(xiàn)象發(fā)生,,滿足設(shè)計(jì)要求,,表明數(shù)值模擬較準(zhǔn)確,對(duì)高比轉(zhuǎn)數(shù)排污泵設(shè)計(jì)有一定指導(dǎo)意義,;隨著流量的增加,,揚(yáng)程曲線斜率絕對(duì)值增加,泵的最高效率點(diǎn)出現(xiàn)在1699.93m3/h時(shí),,最高效率為80.256%,,最高效率點(diǎn)向大流量偏移,大流量區(qū)域效率曲線平緩,,0.9Q~1.3Q為高效率區(qū),,符合排污泵在大流量工況下運(yùn)行的工作特性。

    • 含泄水孔混流式水輪機(jī)間隙流動(dòng)數(shù)值模擬

      2015, 46(4):53-58. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.009

      摘要 (3957) HTML (0) PDF 1.87 M (1835) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:建立了包括混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪上冠和頂蓋間的空腔,、泄水孔以及轉(zhuǎn)輪前密封間隙流道中的水體模型在內(nèi)的全流道幾何模型,,通過(guò)三維數(shù)值模擬,研究了主流道內(nèi)速度和壓力分布以及空腔,、泄水孔和密封間隙內(nèi)的流動(dòng)特征,,揭示了混流式水輪機(jī)上部空腔壓力與泄漏水量隨不同密封間隙尺寸、不同泄水孔直徑和數(shù)目的變化規(guī)律,。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果,,最終確定水輪機(jī)泄水孔數(shù)目為6個(gè),,直徑為40mm,間隙寬度為1mm,,該模型額定工況下流量為5109m3/h,,間隙泄漏水量占機(jī)組流量的0.3%,水輪機(jī)效率為86.75%,,與試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果基本一致,表明所研究的間隙流計(jì)算方法可為水輪機(jī)泄水孔直徑,、數(shù)目以及密封間隙等細(xì)部結(jié)構(gòu)尺寸的權(quán)衡確定提供參考依據(jù),。

    • 水泵水輪機(jī)飛逸穩(wěn)定性及其與反S特性曲線的關(guān)聯(lián)

      2015, 46(4):59-64. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.010

      摘要 (3860) HTML (0) PDF 1.08 M (2793) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:抽水蓄能電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行與水泵水輪機(jī)反S特性直接相關(guān)。在電站甩負(fù)荷工況下,,時(shí)有發(fā)生調(diào)速器事故,,導(dǎo)致水泵水輪機(jī)導(dǎo)葉拒動(dòng),使機(jī)組進(jìn)入飛逸工況,。而由于水泵水輪機(jī)的反S特性會(huì)使得機(jī)組參數(shù)不能像常規(guī)水輪機(jī)一樣快速收斂,,甚至出現(xiàn)振蕩的現(xiàn)象,導(dǎo)致事故進(jìn)一步擴(kuò)大,。針對(duì)布置有下游調(diào)壓室的抽水蓄能電站,,采用線性化處理方法獲得了水泵水輪機(jī)反S特性曲線的傳遞函數(shù),并建立了流道—水輪機(jī)—發(fā)電機(jī)耦合的常微分?jǐn)?shù)學(xué)模型,,并進(jìn)一步推導(dǎo)了水泵水輪機(jī)飛逸工況穩(wěn)定性的判別條件,。結(jié)果表明飛逸振蕩的現(xiàn)象由多種因素共同決定,其中水泵水輪機(jī)飛逸點(diǎn)的曲線斜率為關(guān)鍵因素,。利用已建立的物理模型平臺(tái),,對(duì)這些影響因素進(jìn)行了分析,并驗(yàn)證了所得的理論分析結(jié)論,。

    • 基于仿生耦合功能表面的離心水泵增效機(jī)制研究

      2015, 46(4):65-69,119. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.011

      摘要 (3531) HTML (0) PDF 1.26 M (1811) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:海豚特殊的皮膚結(jié)構(gòu)具有減阻功能,,模仿其結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了一種具有實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值的仿生耦合功能表面,,將其應(yīng)用到離心式水泵的葉輪表面,,進(jìn)行水泵增效試驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明:這種仿生耦合功能表面可提高離心式水泵效率3%及以上,;仿生耦合功能表面面層材料的硬度對(duì)水泵的效率影響顯著,。分析認(rèn)為其增效機(jī)制主要在于:表面面層材料與基底材料仿生結(jié)構(gòu)的耦合變形降低了葉輪流道壁面的摩擦力及吸收流體介質(zhì)對(duì)葉輪進(jìn)、出口湍動(dòng)能的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)流體介質(zhì)的控制,,從而降低離心泵水力損失,,實(shí)現(xiàn)增效。

    • >農(nóng)業(yè)水土工程
    • 內(nèi)蒙古河套灌區(qū)節(jié)水工程改造效果分析與評(píng)估

      2015, 46(4):70-76,112. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.012

      摘要 (3753) HTML (0) PDF 1.29 M (1695) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:以內(nèi)蒙古河套灌區(qū)1982—2012年長(zhǎng)系列農(nóng)業(yè)凈引水量和年降水量資料為基礎(chǔ),,運(yùn)用均值分析,、方差分析,、相關(guān)分析、時(shí)間序列分析和生存分析等數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,,并結(jié)合內(nèi)蒙古河套灌區(qū)農(nóng)業(yè)種植發(fā)展進(jìn)程,,分析了河套灌區(qū)多年農(nóng)業(yè)凈引水量變化趨勢(shì)與影響因素,得出年降水量(超過(guò)211.76mm時(shí),即豐水年)和節(jié)水工程改造分別獨(dú)立地與農(nóng)業(yè)凈引水量呈明顯負(fù)相關(guān)關(guān)系的結(jié)論,。運(yùn)用時(shí)間序列法預(yù)測(cè)了2013,、2014和2015年河套灌區(qū)的農(nóng)業(yè)凈引水量分別為44.5、44.18和43.86億m3,;同時(shí)運(yùn)用生存分析法預(yù)測(cè)了在灌區(qū)現(xiàn)有節(jié)水改造規(guī)模條件下,,河套灌區(qū)農(nóng)業(yè)凈引水量區(qū)間為35~55億m3,平均為45億m3,。

    • 蘋(píng)果幼樹(shù)生理特性和水分生產(chǎn)率對(duì)水肥的響應(yīng)研究

      2015, 46(4):77-87. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.013

      摘要 (3879) HTML (0) PDF 1.52 M (1834) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為探明半干旱地區(qū)蘋(píng)果幼樹(shù)水肥精準(zhǔn)管理模式,,研究了蘋(píng)果幼樹(shù)生理特性和水分生產(chǎn)率對(duì)不同水肥的響應(yīng)機(jī)制,試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)灌水水平,,其灌水上下限分別為田間持水率的75%~85%(W1),、65%~75%(W2)、55%~65%(W3),、45%~55%(W4)和3個(gè)施肥水平(N—P2O5—K2O),,即高肥:0.6—0.6—0.2g/kg干土(F1)、中肥:0.4—0.4—0.2g/kg干土(F2),、低肥:0.2—0.2—0.2g/kg干土(F3),。結(jié)果表明:蘋(píng)果葉片相對(duì)含水率和飽和含水率以及葉綠素SPAD值均可以反映土壤水分的虧缺狀況;葉片脯氨酸含量最高和最低分別為F1W4和F3W1處理(F1W4比F3W1增加440.8%),,丙二醛含量最高和最低分別為F3W4和F1W1處理(F3W4 比F1W1增加167%),;葉片水分利用效率(WUE)最大值出現(xiàn)在F2W2處理,與F1W1相比,,其凈光合速率Pn,、蒸騰速率Tr、氣孔導(dǎo)度Gs分別減小了18.8%,、29.1%,、23.2%,但WUE卻增加了14.2%,;水分生產(chǎn)率(CWP)最大值也基本上出現(xiàn)在F2W2處理,,與F1W1相比,雖然其干物質(zhì)質(zhì)量減少了5.2%,,但耗水量卻減少了16.4%,,CWP增加了13.4%;葉片水分利用效率在一定程度上能夠反映其水分生產(chǎn)率,,F(xiàn)2W2處理為節(jié)水,、節(jié)肥的最佳水肥耦合模式,。

    • 黃土丘陵區(qū)紅棗經(jīng)濟(jì)林根系分布與土壤水分關(guān)系研究

      2015, 46(4):88-97. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.014

      摘要 (3943) HTML (0) PDF 1.48 M (2094) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為明確半干旱黃土丘陵區(qū)不同年齡無(wú)灌溉旱作矮化修剪密植棗林的根系分布范圍與其土壤水分的空間關(guān)系,利用根鉆法測(cè)定棗林株間不同深度的根系分布,、棗樹(shù)主干就近位置的根系量,,并采用土鉆取土和中子儀定位測(cè)定結(jié)合了解不同年齡的棗林10m深度的土壤水分。結(jié)果表明:隨著樹(shù)齡增加,,1,、3、5,、12a棗樹(shù)根系最大深度年平均增值在減小,,12a棗林垂直根系達(dá)520cm。棗樹(shù)株間100cm處向下的根系深度較淺,,棗林的垂直根系最大和最小值之差先增加后減小,12a棗林垂直根系之差只有180cm,。研究區(qū)棗樹(shù)株間水平根系在棗林3a時(shí)開(kāi)始交匯,,棗樹(shù)水平根系延伸無(wú)法確定,所得到的水平方向根系實(shí)際是棗林多株樹(shù)匯集的根系,。棗林垂直根系對(duì)土壤水分的垂直變化作用顯著,,但矮化修剪密植棗林株間根系深度差異并沒(méi)有造成土壤水分因此而波動(dòng)。隨著棗樹(shù)樹(shù)齡的增加根系深度和土壤水分干層均增加,,0~2m土層的土壤水分年內(nèi)變化幅度也增加,,而且根層范圍的土壤水分隨著樹(shù)齡增加在降低,但是土壤干層深度稍大于測(cè)得的根系深度,。

    • 覆蓋對(duì)鹽漬土壤凍融特性與秋澆灌水質(zhì)量的影響

      2015, 46(4):98-105. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.015

      摘要 (3535) HTML (0) PDF 1.16 M (1897) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:在河套灌區(qū)進(jìn)行不同覆蓋措施秋澆田間凍融試驗(yàn),,研究其對(duì)鹽漬土壤凍融特性及秋澆灌水質(zhì)量的影響,試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理,,分別為秸稈覆蓋量0.9kg/m2(F0.9),、秸稈覆蓋量0.6kg/m2(F0.6)、玉米整稈覆蓋(YZ),、地膜覆蓋(DM),、未覆蓋(CK)。研究表明:覆蓋秋澆后,,不同地面覆蓋的輸熱能力對(duì)地層的熱響應(yīng)有著不同的影響,,不同覆蓋影響了土壤凍結(jié)融化推進(jìn)過(guò)程,改變了土壤凍結(jié)深度對(duì)氣溫負(fù)積溫的響應(yīng)關(guān)系,,通過(guò)初步確定凍結(jié)期凍土深度與負(fù)積溫變化的定量關(guān)系,,可用氣溫負(fù)積溫來(lái)判斷和預(yù)測(cè)凍結(jié)期內(nèi)土壤凍結(jié)深度的變化。從凍融期結(jié)束后春玉米播期的土壤水,、鹽,、熱3方面綜合考慮不同地面覆蓋對(duì)秋澆灌水質(zhì)量的影響,,各覆蓋處理均較CK顯著提高了春玉米播期0~10、0~40和0~120cm的土壤儲(chǔ)水量,,但覆蓋使得土層0~20cm土壤含水率偏高,,不利于春玉米播種及出苗。覆蓋處理均較CK顯著降低了表層0~10cm及耕層0~40cm土壤含鹽量,,整稈覆蓋YZ的控鹽效果最好,。地膜覆蓋下春玉米的適宜播期較CK提前了7d,而秸稈覆蓋較CK延后了6~7d,。覆蓋措施顯著提高了玉米的出苗率,,處理YZ與F0.9出苗率顯著高于F0.6和DM。

    • 基于基因表達(dá)式編程算法的參考作物騰發(fā)量模擬計(jì)算

      2015, 46(4):106-112. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.016

      摘要 (3414) HTML (0) PDF 1.47 M (1760) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:選取都安氣象站5年(2008—2012年)的逐日氣象數(shù)據(jù),,包括日最高氣溫,、最低氣溫、平均風(fēng)速,、日照時(shí)數(shù)以及相對(duì)濕度5個(gè)氣象要素的不同組合作為輸入,,并以FAO—56 Penman—Monteith法(FAO P—M)的計(jì)算結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)值,采用基因表達(dá)式編程算法(GEP)及徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)算法(RBFNN)對(duì)參考作物騰發(fā)量ETo進(jìn)行模擬計(jì)算,,并將模擬結(jié)果與Hargreaves模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,,用決定系數(shù)R2和均方根誤差RMSE作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。結(jié)果表明,,GEP模型能夠捕捉到ETo的變化,,具有較強(qiáng)的適用性,與FAO P—M公式的計(jì)算值有很高的一致性,。引入關(guān)鍵氣象因子(氣溫和相對(duì)濕度)后,,模型的決定系數(shù)R2達(dá)到0.914,均方根誤差RMSE為0.240mm/d,。在相同輸入情況下GEP模型計(jì)算精度高于RBFNN模型和Hargreaves模型,并建立了可以替代Hargreaves模型的GEP模型及缺少相對(duì)濕度RH時(shí)的GEP模型,。結(jié)果表明,,在缺乏相關(guān)氣象因子時(shí),可以利用GEP模型模擬ETo,。

    • 基于HYDRUS—2D的負(fù)壓灌溉土壤水分入滲數(shù)值模擬

      2015, 46(4):113-119. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.017

      摘要 (3185) HTML (0) PDF 1.68 M (2493) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:依據(jù)土壤水動(dòng)力學(xué)理論,,結(jié)合負(fù)壓灌溉條件下土壤水分運(yùn)動(dòng)特征,建立了土壤水分入滲模型,。利用HYDRUS—2D對(duì)所建模型求解,,并模擬在負(fù)壓地下灌溉下,水分在土壤垂直剖面隨時(shí)間的入滲變化規(guī)律,。將模擬結(jié)果與試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,,結(jié)果表明,兩者相對(duì)誤差為2%~4%,,所建模型可以有效描述負(fù)壓地下灌溉條件下土壤水分入滲規(guī)律,。利用該模型模擬研究了不同灌水器半徑(8、10、12cm)和不同土質(zhì)(北京地區(qū)土壤和基質(zhì))下土壤水分的入滲情況,。結(jié)果表明:灌水器半徑是影響土壤水分入滲的顯著性因素,。灌水器半徑越大,水分入滲速率越快。灌水器尺寸對(duì)入滲起始時(shí)的入滲延遲有較大影響,灌水器半徑越大,,延遲越小。土壤水分入滲速率與灌水器半徑呈正相關(guān),。

    • 土壤熱特性參數(shù)空間變異性與擬合方法研究

      2015, 46(4):120-125. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.018

      摘要 (3398) HTML (0) PDF 1.50 M (2211) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用3S技術(shù)相結(jié)合的方法,,在陜西省涇惠渠灌區(qū)研究了土壤熱特性參數(shù)區(qū)域尺度的空間變異性,結(jié)果表明:土壤熱容量,、熱擴(kuò)散率及土壤導(dǎo)熱率在該區(qū)域尺度下屬于中等變異,土壤熱擴(kuò)散率和導(dǎo)熱率的空間異質(zhì)性較強(qiáng),,而土壤熱容量的空間異質(zhì)性相對(duì)土壤熱擴(kuò)散率和導(dǎo)熱率表現(xiàn)較弱,,三者均具有較強(qiáng)的空間依賴性。土壤熱容量,、熱擴(kuò)散率及土壤導(dǎo)熱率的最優(yōu)擬合模型分別為指數(shù),、球型、高斯模型,,推薦三者的采樣間距分別為2.67,、3.68、2.7km,,推薦該區(qū)域范圍內(nèi)土壤熱特性參數(shù)空間變異采樣間距的最優(yōu)值為3km,。在描述土壤熱特性參數(shù)空間變異特征的基礎(chǔ)上,建立利用土壤物理基本參數(shù)擬合土壤熱特性參數(shù)的簡(jiǎn)單公式,并驗(yàn)證了此方法的適用性,,決定系數(shù)R2達(dá)0.80以上,,利用此方法能夠?qū)崿F(xiàn)土壤熱特性參數(shù)的空間變異特征在復(fù)雜程度上的定量化。

    • 保水劑用量對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡的影響

      2015, 46(4):126-131,125. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.019

      摘要 (3047) HTML (0) PDF 1.06 M (1786) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用田間試驗(yàn),,對(duì)不同保水劑用量條件下冬小麥碳吸收,、碳排放、碳成本,、碳效率及碳凈匯等進(jìn)行了研究,。結(jié)果表明:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中雖然保水劑和各種農(nóng)資投入會(huì)產(chǎn)生一定的碳足跡,但其同時(shí)促進(jìn)了作物生長(zhǎng),,提高了作物的干物質(zhì)量,,從而顯著提高碳吸收,降低碳成本,,提高碳效率和碳凈匯,。各處理中60kg/hm2保水劑用量的碳成本最低,較對(duì)照減少了25.6%,,而其碳效率和碳凈匯最大,,較對(duì)照分別提高了35.3%和30.6%。施用保水劑提高了冬小麥的水分利用效率,,且以60kg/hm2保水劑用量效果最佳,。相關(guān)性分析表明水分利用效率與碳吸收、碳效率和碳凈匯呈顯著正相關(guān),,而與碳成本呈極顯著負(fù)相關(guān),。

    • 邛海盆地土壤氮素空間變異特征與影響因素研究

      2015, 46(4):132-140. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.020

      摘要 (3184) HTML (0) PDF 1.64 M (1454) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:以西昌市邛海盆地為研究區(qū)域,隨機(jī)均勻布點(diǎn)采集386個(gè)耕作層土壤樣點(diǎn),,分析化驗(yàn)土壤理化性質(zhì),,運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和GIS技術(shù)研究邛海盆地表層土壤氮素含量的空間變異特征,利用方差分析,、緩沖區(qū)分析和回歸分析定量分析區(qū)域內(nèi)土壤氮素空間變異的影響因素,。研究結(jié)果表明,研究區(qū)表層土壤全氮和速效氮含量分別為(1.85±0.51)g/kg和(138.5±47.7)mg/kg,,屬較豐富水平,,變異系數(shù)分別為27.52%和32.24%,屬中等差異強(qiáng)度,;土壤全氮和速效氮具有中等程度的空間相關(guān)性,,空間變異均以隨機(jī)變異為主,具有各向異性特征,,在西北—東南方向上空間變異相對(duì)劇烈,;研究區(qū)土壤全氮和速效氮含量總體上呈條帶狀或斑塊狀分布特征,,高值區(qū)主要位于西昌市的東南郊區(qū),并以此高值中心向南,、向東和向北3個(gè)方向逐步遞減,,低值區(qū)主要出現(xiàn)在邛海北面近湖岸地帶。影響因素分析結(jié)果表明,,土地利用方式,、土壤母質(zhì)、土壤質(zhì)地,、土壤pH值,、城鎮(zhèn)、河流,、邛海湖對(duì)土壤全氮和速效氮空間變異具有顯著影響,,而道路對(duì)土壤氮素空間變異影響不顯著。

    • 不同示蹤法測(cè)量礫石層中水流流速研究

      2015, 46(4):141-146. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.021

      摘要 (3489) HTML (0) PDF 1.12 M (1905) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用室內(nèi)試驗(yàn),,用平均粒徑約2cm的礫石,,在長(zhǎng)4m、寬15cm,、高50cm的水槽內(nèi)堆積厚為5cm的礫石層,,在坡度為4°、8°,、12°和流量為3,、6、12L/min條件下,,距離電解質(zhì)脈沖發(fā)生器0.3,、0.6、0.9,、1.2,、1.5m處放置探針,測(cè)量電導(dǎo)率變化過(guò)程,,計(jì)算水流的最大流速,、優(yōu)勢(shì)流速和平均流速,并用染色劑示蹤法對(duì)比礫石層中水流的最大測(cè)量流速,。結(jié)果表明,試驗(yàn)所用各工況,,流量對(duì)流速的影響不顯著,,坡度增大,流速明顯增大,。試驗(yàn)條件下,,水流的優(yōu)勢(shì)流速變化范圍為0.031~0.070m/s,,優(yōu)勢(shì)流速與最大流速的比值穩(wěn)定,在0.81~0.83之間,。平均流速與優(yōu)勢(shì)流速的比值隨坡長(zhǎng)的增加逐漸增大,,增長(zhǎng)的速率逐漸減小并趨于穩(wěn)定。平均流速與最大流速的比值在0.68~0.78之間,,并隨距離的增加稍有增大,。

    • 降雨和地形因子對(duì)黑土坡面土壤侵蝕過(guò)程的影響

      2015, 46(4):147-154,182. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.022

      摘要 (3981) HTML (0) PDF 1.06 M (2563) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:通過(guò)室內(nèi)模擬降雨試驗(yàn),研究降雨強(qiáng)度和地形因子(坡度和坡長(zhǎng))對(duì)黑土區(qū)坡面土壤侵蝕過(guò)程的影響,。試驗(yàn)處理包括2個(gè)降雨強(qiáng)度(50,、100mm/h),2個(gè)坡度(5°,、10°),,2個(gè)坡長(zhǎng)(5、10m),。結(jié)果表明:不同試驗(yàn)處理?xiàng)l件下,,當(dāng)降雨強(qiáng)度由50mm/h增加到100mm/h,坡面徑流量增加1.4~12.4倍,;當(dāng)坡長(zhǎng)由5m增加到10m,,坡面徑流量增加0.1~3.1倍;坡度對(duì)坡面徑流量的影響較復(fù)雜,,受降雨強(qiáng)度和坡長(zhǎng)的綜合影響,。降雨強(qiáng)度、坡度和坡長(zhǎng)皆對(duì)坡面侵蝕量有重要影響,。當(dāng)降雨強(qiáng)度由50mm/h增加到100mm/h時(shí),,坡面侵蝕量增加4.2倍;當(dāng)坡度由5°增加到10°時(shí),,侵蝕量增加0.4倍,;當(dāng)坡長(zhǎng)由5m增加到10m時(shí),侵蝕量增加0.5倍,,表明降雨強(qiáng)度增加對(duì)黑土區(qū)坡面侵蝕量影響最大,。而當(dāng)降雨強(qiáng)度、坡度和坡長(zhǎng)均增大時(shí),,坡面侵蝕量增加18.0倍,,說(shuō)明這3個(gè)因素交互作用對(duì)坡面侵蝕的影響遠(yuǎn)大于各因素的單獨(dú)影響或2個(gè)因素交互作用的影響。坡面徑流量與降雨強(qiáng)度的關(guān)系最密切,,其次是降雨強(qiáng)度—坡長(zhǎng)交互作用和降雨強(qiáng)度—坡度—坡長(zhǎng)交互作用,;坡面侵蝕量與降雨強(qiáng)度—坡度—坡長(zhǎng)交互作用的相關(guān)關(guān)系最顯著,其次是降雨強(qiáng)度和降雨強(qiáng)度—坡長(zhǎng)交互作用,。分別建立了坡面徑流量和侵蝕量與降雨強(qiáng)度,、坡度和坡長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式,。

    • 優(yōu)先流影響下環(huán)式入滲儀內(nèi)入滲過(guò)程可視化試驗(yàn)

      2015, 46(4):155-160. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.023

      摘要 (3823) HTML (0) PDF 1.58 M (1855) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:提出了一種室內(nèi)土壤入滲試驗(yàn)裝置,可以直接觀測(cè)入滲過(guò)程中水分在環(huán)內(nèi)土壤中的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,。詳細(xì)描述了該裝置的構(gòu)成,、工作原理和試驗(yàn)方法與過(guò)程。該裝置由可以拆分的土槽和入滲環(huán)及可以透視的有機(jī)玻璃板組成,。將入滲環(huán)打擊進(jìn)入土槽內(nèi)土壤后,,用鋼板將環(huán)內(nèi)的土壤沿徑向切分成兩半,移去其中一個(gè)半環(huán)及其中的土壤,。用有機(jī)玻璃板封閉和固定另一半環(huán)內(nèi)的土壤,,用于進(jìn)行土壤水分入滲過(guò)程的可視化試驗(yàn),觀察環(huán)式入滲儀內(nèi)的水分運(yùn)動(dòng)過(guò)程,。用采自北京的粉壤土進(jìn)行入滲過(guò)程試驗(yàn),,同時(shí)根據(jù)水量平衡原理計(jì)算得到土壤入滲性能曲線。剖切面的濕潤(rùn)過(guò)程直觀地顯示了入滲環(huán)內(nèi)水分的入滲過(guò)程存在優(yōu)先流,,不僅影響初始入滲過(guò)程,,而且對(duì)整個(gè)入滲過(guò)程均產(chǎn)生影響。根據(jù)土壤濕潤(rùn)體所指示的土壤入滲特征將整個(gè)入滲過(guò)程劃分為3個(gè)階段: 初始入滲階段,、過(guò)渡階段和穩(wěn)滲階段,。

    • 基于地形單元的土壤有機(jī)質(zhì)空間變異研究

      2015, 46(4):162-167. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.024

      摘要 (3545) HTML (0) PDF 1.78 M (2109) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為克服傳統(tǒng)地形分類方法中僅依據(jù)單一指標(biāo)(如高程)的缺點(diǎn),以鐘祥市土壤有機(jī)質(zhì)空間分布為例,,綜合由30m精度數(shù)字高程模型生成的地形因子,,依據(jù)其在不同地形條件下的層次組合規(guī)律構(gòu)建地形分類規(guī)則,精確地劃分為13種典型地形單元,,并運(yùn)用普通克里金法對(duì)不同地形單元內(nèi)的土壤樣本插值,,獲得相應(yīng)區(qū)域的土壤有機(jī)質(zhì)空間分布。通過(guò)組合各地形范圍下的結(jié)果,,以獲取蘊(yùn)含地形因素影響的有機(jī)質(zhì)空間分布,。研究發(fā)現(xiàn),地形起伏較大的地形單元的預(yù)測(cè)精度與全局預(yù)測(cè)結(jié)果精度相似度達(dá)0.75,,而地勢(shì)平緩區(qū)域內(nèi)的預(yù)測(cè)精度大幅度提升,,比全局預(yù)測(cè)結(jié)果精度提升了16.39%,因此基于地形單元的空間預(yù)測(cè)可以精確有效地獲取土壤有機(jī)質(zhì)空間特征,。利用地形分區(qū)獲取較高精度的有機(jī)質(zhì)空間分布,,進(jìn)一步探討了有機(jī)質(zhì)地統(tǒng)計(jì)學(xué)研究中地形的協(xié)同影響。

    • 不同空間粒度下地表水體分布格局多樣性研究

      2015, 46(4):168-175. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.025

      摘要 (3085) HTML (0) PDF 1.43 M (1547) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:選取河南省北部,、中部和南部典型研究樣區(qū),,將空間粒度方法引入并應(yīng)用于地表水體多樣性的研究中。在總結(jié)前人研究水體多樣性測(cè)度方法的基礎(chǔ)上,,提出新的方法——空間分布長(zhǎng)度指數(shù)(MSHDLI),,并在1km×1km網(wǎng)格尺度下研究MSHDLI、水網(wǎng)密度(RD)和空間分布面積指數(shù)(MSHDAI)的粒度效應(yīng),、相關(guān)性和相關(guān)系數(shù)的粒度響應(yīng),、尺度效應(yīng)關(guān)系及回歸模型。結(jié)果表明:隨著粒度的增加,,MSHDLI,、RD和MSHDAI的粒度響應(yīng)曲線均為下降型;MSHDLI與RD和MSHDAI有顯著的相關(guān)關(guān)系,,平均相關(guān)系數(shù)r分別為0.997和0.878(P<0.01),,且MSHDLI與RD、MSHDAI相關(guān)系數(shù)的粒度效應(yīng)屬于顯著正相關(guān)關(guān)系,;MSHDLI與RD的擬合度函數(shù)均是對(duì)數(shù)函數(shù),,MSHDLI與MSHDAI的擬合度函數(shù)均是多項(xiàng)式函數(shù);由三者的多元線性回歸模型可知MSHDLI與RD,、MSHDAI線性相關(guān)且對(duì)它們的解釋程度達(dá)到95%以上,。MSHDLI可以將RD描述水資源廣度和MSHDAI描述水資源空間分布離散性的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)。

    • 黃土高原土壤粒徑分形特征及其對(duì)土壤侵蝕的影響

      2015, 46(4):176-182. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.026

      摘要 (4183) HTML (0) PDF 1.10 M (2378) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:采用單重和多重分形方法分析晉西黃土丘陵溝壑區(qū)土壤粒徑分布特征,、不同土地利用類型對(duì)土壤粒徑分形參數(shù)的影響以及分形參數(shù)與土壤粒徑分布之間的關(guān)系,。結(jié)果表明:黃土高原不同地區(qū)的土壤粒徑分布不同,采用激光法測(cè)定的土壤粒徑分布在粉粒域和砂粒域內(nèi),,需要通過(guò)優(yōu)化來(lái)重新確定粘粒域,、粉粒域和砂粒域3個(gè)尺度域的界線。通過(guò)測(cè)定得出研究流域內(nèi)土壤粒徑分布在20~100μm 較為狹窄的范圍內(nèi),,呈現(xiàn)明顯的非均勻性,,需要采用多重分形來(lái)表述其分布特征。粉粒域維數(shù)Dsilt與粘粒和粉粒的體積分?jǐn)?shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01),,而砂粒域維數(shù)Dsand與砂粒體積分?jǐn)?shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系且不顯著,,可以利用Dsilt預(yù)測(cè)土壤質(zhì)地的變化和不同土地利用類型遭受侵蝕的程度。不同土地利用類型對(duì)土壤粘粒,、粉粒,、砂粒的體積分?jǐn)?shù)以及粉粒域維數(shù)Dsilt、容量維數(shù)D0,、信息維數(shù)D1和信息維數(shù)與容量維數(shù)的比值D1/D0有極顯著影響(P<0.01),,對(duì)砂粒域維數(shù)Dsand有顯著影響(P<0.05),表明可用多重分形參數(shù)作為反映土地利用類型對(duì)土壤物理性質(zhì)影響的指標(biāo),。

    • 粘土基微孔陶瓷滲灌灌水器制備與性能優(yōu)化

      2015, 46(4):183-188. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.027

      摘要 (3892) HTML (0) PDF 1.21 M (2011) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:提出了一種滲灌用粘土基微孔陶瓷的低成本制備工藝,,通過(guò)對(duì)比不同制備工藝對(duì)粘土基微孔陶瓷的抗彎強(qiáng)度、線收縮率和開(kāi)口孔隙率的影響規(guī)律,,篩選出綜合具有較高抗彎強(qiáng)度,、較小線收縮率和較高開(kāi)口孔隙率微孔陶瓷的最佳制備工藝,。研究表明: 燒結(jié)溫度及爐渣的摻量和粒徑對(duì)粘土基微孔陶瓷的物相成分、抗彎強(qiáng)度,、線收縮率,、開(kāi)口孔隙率和微觀結(jié)構(gòu)有較大影響。其中,,燒結(jié)溫度為1.075℃,,爐渣摻量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~30%的粗顆粒粘土基微孔陶瓷具有9.0~11.0MPa的抗彎強(qiáng)度、3.8%~4.7%的線收縮率和36.8%~44.8%的開(kāi)口孔隙率,,是制備滲灌灌水器的理想材料,。

    • >農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程
    • 下吸式氣化爐木屑高溫蒸汽氣化制取富H2實(shí)驗(yàn)

      2015, 46(4):189-193,232. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.028

      摘要 (3276) HTML (0) PDF 1.64 M (1743) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計(jì)了生物質(zhì)高溫蒸汽氣化實(shí)驗(yàn)平臺(tái),主反應(yīng)器為高溫蒸汽發(fā)生系統(tǒng)和帶有喉口的下吸式氣化爐,。利用該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)木屑進(jìn)行高溫蒸汽氣化研究,,氣化過(guò)程通入的蒸汽溫度控制在600~1000℃。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:高溫蒸汽既是氣化過(guò)程的氣化劑又是部分熱載體,,能有效提高氣化效率,,并維持爐內(nèi)溫度場(chǎng)的穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)條件下,,氣化氣可燃組分體積分?jǐn)?shù)達(dá)到77%以上,,當(dāng)蒸汽溫度為(948±4)℃時(shí),氣化氣中H2體積分?jǐn)?shù)達(dá)到(51.83±0.12)%,,氣體熱值為9.81MJ/m3,,H2/CO組分比達(dá)到2.17,氣化氣可持續(xù)穩(wěn)定燃燒,,氣化性能較為理想,。

    • 破損青黃貯裹包飼料內(nèi)部溫度動(dòng)態(tài)研究

      2015, 46(4):194-199. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.029

      摘要 (3351) HTML (0) PDF 1.83 M (1661) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了實(shí)現(xiàn)對(duì)青黃貯裹包飼料有氧變質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè),針對(duì)破損青黃貯裹包飼料內(nèi)部溫度變化問(wèn)題,,以青黃貯黑麥草及青黃貯苜蓿為對(duì)象展開(kāi)了研究,。設(shè)計(jì)了特定的貫入儀,在不引入空氣的情況下將溫度傳感器植入裹包飼料內(nèi),,實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)裹包內(nèi)特定位置溫度變化的可操作化,。采用兩種方案分別對(duì)黑麥草裹包飼料與苜蓿裹包飼料內(nèi)特定位置的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)在裹包破損后,,距離裹包破損口越近的飼料發(fā)生溫升越早,;對(duì)裹包內(nèi)上部與下部相對(duì)應(yīng)的溫度檢測(cè)值進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,,破損裹包內(nèi)與破損口距離相等但分處在裹包上部與下部對(duì)稱的兩點(diǎn)溫升過(guò)程具有顯著差異,;分別對(duì)不同干物質(zhì)含量的青黃貯苜蓿與黑麥草裹包飼料溫升曲線進(jìn)行對(duì)比,干物質(zhì)含量較高的青黃貯裹包飼料較干物質(zhì)含量低的溫升快。制定了裹包內(nèi)溫度場(chǎng)分布數(shù)據(jù)的獲取方案,,并實(shí)現(xiàn)了溫度場(chǎng)的可視化,。

    • >農(nóng)產(chǎn)品加工工程
    • 嬰幼兒配方奶粉研究進(jìn)展

      2015, 46(4):200-210. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.030

      摘要 (4770) HTML (0) PDF 1.01 M (6334) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:嬰幼兒配方奶粉是非母乳喂養(yǎng)嬰兒最重要的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源,我國(guó)嬰幼兒配方奶粉市場(chǎng)需求巨大,,但基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)與加工技術(shù)研究起步較晚,。本文從母乳營(yíng)養(yǎng)需求、配方奶粉標(biāo)準(zhǔn)和奶粉基料研發(fā)等方面,,詳細(xì)介紹了嬰幼兒配方奶粉的營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究進(jìn)展;從干法與濕法等生產(chǎn)工藝對(duì)配方奶粉特性的影響方面論述了嬰幼兒配方奶粉加工技術(shù)的研究進(jìn)展,;同時(shí)也討論了嬰幼兒奶粉中存在的危害風(fēng)險(xiǎn),,為我國(guó)嬰幼兒配方奶粉在基料選擇、生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面提供參考,。

    • 基于流變和電特性的豆?jié){凝固過(guò)程動(dòng)力學(xué)解析

      2015, 46(4):211-218. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.031

      摘要 (3484) HTML (0) PDF 1.10 M (1994) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:凝固工序是豆腐生產(chǎn)的關(guān)鍵工序,,直接影響豆腐的品質(zhì)和得率。凝固溫度和凝固時(shí)間是影響凝固工序的2個(gè)關(guān)鍵因素,。為了分析凝固溫度和時(shí)間對(duì)豆?jié){凝固過(guò)程的影響,,研究了豆?jié){在凝固過(guò)程中流變特性的在線檢測(cè)方法,采用電阻抗圖譜法和動(dòng)態(tài)流變法檢測(cè)豆?jié){在凝固過(guò)程中電特性和流變特性的變化,建立了不同凝固溫度下電特性和流變特性的關(guān)系模型,。結(jié)果表明,,電阻抗圖譜法和動(dòng)態(tài)流變法均能分析豆?jié){的凝固過(guò)程,其過(guò)程由兩段一級(jí)反應(yīng)組成且符合連續(xù)一級(jí)反應(yīng)模型,;第1段反應(yīng)速率隨著溫度的增加而增大,,是第2段反應(yīng)速率的10多倍;根據(jù)電阻率,、彈性模量和黏性模量計(jì)算得到活化能分別為17.82,、112.90、53.72kJ/mol,,表明豆?jié){在凝固過(guò)程中流變特性的變化受溫度的影響更大,。電特性測(cè)量提供了豆?jié){在凝固過(guò)程中流變特性的在線檢測(cè)方法。

    • 不同介質(zhì)間采用矩陣量化氣單胞菌的交叉污染

      2015, 46(4):219-225,272. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.032

      摘要 (3271) HTML (0) PDF 1.21 M (1763) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為定量描述氣單胞菌在不同介質(zhì)間的轉(zhuǎn)移及變化過(guò)程,,基于單個(gè)細(xì)菌在每次轉(zhuǎn)移過(guò)程中只能被轉(zhuǎn)移到一個(gè)介質(zhì)表面的假設(shè),,采用矩陣方式將氣單胞菌的轉(zhuǎn)移路徑及被轉(zhuǎn)移的可能性集中于一個(gè)二維的數(shù)據(jù)表格之中,并對(duì)不同場(chǎng)景下氣單胞菌在不同介質(zhì)表面的交叉污染水平進(jìn)行分析,。結(jié)果表明,,采用矩陣方式不僅可用于探究交叉污染對(duì)細(xì)菌受體表面帶菌量的變化,同時(shí)可定量分析細(xì)菌供體表面帶菌量的變化,,如在分割冷卻豬肉前,、后,豬肉中氣單胞菌的帶菌量平均值分別為3.02 lg CFU/g、1.82 lg CFU/g,。對(duì)不同場(chǎng)景下各介質(zhì)帶菌量的量化結(jié)果證實(shí):分割冷卻豬肉后,,若及時(shí)對(duì)被污染的案板、刀具等介質(zhì)進(jìn)行清洗或更換,,可有效降低交叉污染水平并可預(yù)防二次交叉污染的發(fā)生,。

    • 芒果玻璃化轉(zhuǎn)變與狀態(tài)圖研究

      2015, 46(4):226-232. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.033

      摘要 (3884) HTML (0) PDF 1.06 M (1908) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:研究了25℃下芒果的吸附等溫線,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用GAB模型進(jìn)行非線性擬合,,結(jié)果表明芒果的吸附等溫線呈“J”型,,其單分子層干基含水率為0.107g/g。芒果的狀態(tài)圖由凍結(jié)曲線,、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度曲線和最大凍結(jié)濃縮狀態(tài)組成,,其中凍結(jié)溫度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度由差示掃描量熱儀(DSC)測(cè)量得到。凍結(jié)溫度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),,分別采用Clausius—Clapeyron方程和Gordon—Taylor方程進(jìn)行非線性擬合,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,最大凍結(jié)濃縮狀態(tài)時(shí)的固形物濕基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為84%,,在此狀態(tài)下的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-52.9℃,。狀態(tài)圖的建立能夠預(yù)測(cè)芒果貯藏過(guò)程的穩(wěn)定性,并且能夠提供最適干燥或冷凍加工條件,。

    • 微波干燥姜片模型建立與去水機(jī)理分析

      2015, 46(4):233-237. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.034

      摘要 (3732) HTML (0) PDF 1.24 M (2216) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:研究了姜片在單位質(zhì)量微波功率0.8,、1.2、1.6W/g(干基)條件下的干燥過(guò)程,,擬合分析了微波流態(tài)化干燥姜片的數(shù)學(xué)模型,,認(rèn)為Wang—Singh模型最適合描述微波干燥姜片的降水過(guò)程。通過(guò)核磁共振(NMR)技術(shù)研究了姜片干燥過(guò)程中水分的流動(dòng)特點(diǎn),,發(fā)現(xiàn)干燥過(guò)程中自由水很快轉(zhuǎn)變成不易流動(dòng)的束縛水,,整個(gè)干燥過(guò)程以干燥束縛水為主;在最后階段束縛水降低到一定程度,,結(jié)合水含量增加,;微波流態(tài)化干燥過(guò)程中去水不均的現(xiàn)象沒(méi)有完全消除。研究為控制微波干燥姜片的降水過(guò)程和工藝優(yōu)化提供了理論依據(jù),。

    • 基于GPRS的遠(yuǎn)程檢測(cè)無(wú)線電子鼻系統(tǒng)

      2015, 46(4):238-245. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.035

      摘要 (3671) HTML (0) PDF 1.60 M (2111) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)移動(dòng)環(huán)境的檢測(cè)需要,,設(shè)計(jì)了一套基于GPRS的遠(yuǎn)程檢測(cè)無(wú)線電子鼻系統(tǒng),主要包括氣敏傳感陣列,、信號(hào)調(diào)理模塊,、微處理器模塊、GPRS模塊和遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)5部分,。對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程通信性能進(jìn)行測(cè)試,,發(fā)現(xiàn)電子鼻數(shù)據(jù)發(fā)送周期在400ms以上時(shí),系統(tǒng)的通信時(shí)延、傳輸速率和累計(jì)丟包率都能滿足無(wú)線電子鼻檢測(cè)的要求,;利用本系統(tǒng)對(duì)采摘后的芒果實(shí)施檢測(cè)研究,,得到的香氣響應(yīng)特性曲線清晰、穩(wěn)定,;構(gòu)建芒果貯藏天數(shù)的預(yù)測(cè)模型,,結(jié)果發(fā)現(xiàn),對(duì)照組逐步回歸模型雖然整體預(yù)測(cè)效果不理想,,但對(duì)第4和6天的芒果仍有一定的預(yù)測(cè)效果,,而試驗(yàn)組逐步回歸模型、對(duì)照組基于線性判別的支持向量機(jī)(LDA—SVM)模型和試驗(yàn)組LDA—SVM模型對(duì)芒果貯藏天數(shù)都具有較好的預(yù)測(cè)效果,。

    • 陜西濃縮蘋(píng)果汁中高滲酵母的分離鑒定

      2015, 46(4):246-251. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.036

      摘要 (3566) HTML (0) PDF 1.29 M (2002) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為研究引起蘋(píng)果濃縮汁污染腐敗的高滲酵母,,采用YPD高滲培養(yǎng)基對(duì)陜西蘋(píng)果汁加工廠的蘋(píng)果濃縮汁中的高滲酵母進(jìn)行分離純化,并對(duì)分離菌株的耐糖能力進(jìn)行了研究,。對(duì)分離菌株菌落形態(tài)、細(xì)胞形態(tài),、生理生化特征進(jìn)行了分析,,并以26S rDNA 序列構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù),確定了7株分離菌的遺傳學(xué)位置,。進(jìn)一步研究了分離株在蘋(píng)果濃縮汁中的生長(zhǎng)情況,。除一株分離菌為熱帶假絲酵母(Candida tropicalis)外,其余分離株均為魯氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii),。魯氏接合酵母(Z. rouxii)能夠在葡萄糖質(zhì)量濃度為900g/L的培養(yǎng)基中生長(zhǎng),,耐糖能力明顯強(qiáng)于熱帶假絲酵母(C. tropicalis),并且魯氏接合酵母(Z. rouxii)也能夠在蘋(píng)果濃縮汁中生長(zhǎng),。結(jié)果表明:魯氏接合酵母(Z. rouxii)會(huì)對(duì)蘋(píng)果濃縮汁質(zhì)量造成威脅,,需要加強(qiáng)控制。

    • >農(nóng)業(yè)信息化工程
    • 土壤不同頻率無(wú)線地下傳感器網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳播特性試驗(yàn)

      2015, 46(4):252-260,218. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.037

      摘要 (3438) HTML (0) PDF 1.63 M (2601) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為探究土壤環(huán)境中無(wú)線地下傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署要求,、信號(hào)傳輸及其應(yīng)用環(huán)境的特性,,分別以240、433和868MHz為載波頻率,,研究了無(wú)線信道下地上至地下,、地下至地上和地下至地下3種通信方式中無(wú)線射頻信號(hào)的傳播特性和節(jié)點(diǎn)埋藏深度、水平節(jié)點(diǎn)間距離以及土壤含水率等影響因素之間的關(guān)系,,獲得了接收信號(hào)強(qiáng)度,、誤碼率等數(shù)據(jù),并進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,。試驗(yàn)結(jié)果表明,,節(jié)點(diǎn)埋藏深度和土壤含水率對(duì)AG—UG和UG—AG通信中RSSI和BER影響的24種模型擬合優(yōu)度,R2最大為0.997,最小為0.910,。水平節(jié)點(diǎn)間距離和土壤含水率對(duì)UG—UG通信中RSSI和BER影響的12種模型擬合優(yōu)度,,R2最大為0.971,最小為0.866,。此外,,建立了433MHz頻率下RSSI變化的三維曲面,可直觀反映土壤環(huán)境下無(wú)線信號(hào)的傳播特性,,并采用SPSS軟件對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證,。AG—UG和UG—AG通信中,擬合優(yōu)度R2最小為0.954,,最大為0.998,,均方根誤差RMSE在0.729~3.198dBm之間。UG—UG通信中,,擬合優(yōu)度R2最小為0.854,,最大為0.960。均方根誤差RMSE在3.238~6.553dBm之間,。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明,,該模型可以較好地預(yù)測(cè)不同條件通信中的接收信號(hào)強(qiáng)度,為土壤環(huán)境中無(wú)線地下傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署和系統(tǒng)的建立提供了技術(shù)支持,。

    • 基于水平尺度擴(kuò)展的土壤水分介電傳感技術(shù)

      2015, 46(4):261-265. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.038

      摘要 (3431) HTML (0) PDF 1.65 M (1698) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計(jì)了一種水平放置管式結(jié)構(gòu)的介電水分傳感器測(cè)量系統(tǒng),,通過(guò)水平往復(fù)移動(dòng)掃描,測(cè)量一定深度下水平剖面的土壤水分,。水分傳感器的測(cè)量原理為頻域(FD)外緣場(chǎng)阻抗法,,該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了土壤水平剖面含水率的線掃描測(cè)量,其最大掃描長(zhǎng)度為380cm,。為了檢驗(yàn)該測(cè)量系統(tǒng)的技術(shù)性能與可應(yīng)用性,,結(jié)合農(nóng)田滴灌試驗(yàn)給出了2個(gè)點(diǎn)源激勵(lì)下土壤入滲的應(yīng)用測(cè)試案例。試驗(yàn)結(jié)果顯示了不同質(zhì)地土壤的入滲差異并記錄了點(diǎn)源激勵(lì)下土壤入滲過(guò)程的時(shí)間,、空間三維數(shù)據(jù),。

    • 黃綿土風(fēng)干過(guò)程中土壤含水率的光譜預(yù)測(cè)

      2015, 46(4):266-272. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.039

      摘要 (4198) HTML (0) PDF 1.07 M (2297) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:以2014年兩次在陜西省乾縣田間采集的129個(gè)黃綿土土壤樣本為研究對(duì)象,建立土壤含水率定量反演模型,。在土壤風(fēng)干過(guò)程中測(cè)量光譜反射率及含水率,,分析土壤含水率與光譜反射率之間的關(guān)系,并利用一元線性及指數(shù)回歸建立土壤含水率光譜預(yù)測(cè)模型,。結(jié)果表明在400~1340,、1460~1790、1960~2390nm波長(zhǎng)范圍內(nèi),,與含水率相關(guān)性最大的反射率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)分別為570,、1460,、1960nm;吸收深度最大的波長(zhǎng)位于490,、1460,、1960nm。土壤光譜特征指標(biāo)與含水率之間的線性相關(guān)關(guān)系優(yōu)于指數(shù)相關(guān)關(guān)系,。以特征波長(zhǎng)1980nm(C1980),、1980nm的吸收深度(D1980)和1480nm的吸收深度(D1480)為自變量建立的線性模型為土壤含水率預(yù)測(cè)的最優(yōu)模型,校正和驗(yàn)證的決定系數(shù)R2大于0.92,,相對(duì)預(yù)測(cè)偏差(RPD)大于2.5,,均方根誤差(RMSE)小于2.5%。研究表明利用自然土樣,,在風(fēng)干過(guò)程中進(jìn)行土壤含水率光譜快速預(yù)測(cè)是完全可行的,,從而為遙感實(shí)時(shí)、快速監(jiān)測(cè)土壤水分含量及大面積土壤水分反演提供了參考,。

    • 基于支持向量機(jī)的葉綠素?zé)晒忸A(yù)測(cè)光能利用效率研究

      2015, 46(4):273-276,251. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.040

      摘要 (3575) HTML (0) PDF 1.04 M (1983) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:基于激光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒夤庾V分析技術(shù),,提出了一種基于支持向量機(jī)理論的光能利用效率預(yù)測(cè)方法。同步采集黃瓜葉片的葉綠素?zé)晒夤庾V,、凈光合速率和光合有效輻射,,選取500~800nm波段的葉綠素?zé)晒夤庾V作為研究對(duì)象,首先對(duì)原光譜進(jìn)行SG—FDT預(yù)處理,;其次對(duì)預(yù)處理的光譜采用PCA方法提取特征值,,根據(jù)累計(jì)貢獻(xiàn)率選取前10個(gè)主成分代替原光譜信息,;最后通過(guò)支持向量機(jī)建立光能利用效率預(yù)測(cè)模型,。通過(guò)對(duì)懲罰系數(shù)C和核函數(shù)參數(shù)g的大量測(cè)試,最終確定C為0.03125,、g為1,,并利用60個(gè)訓(xùn)練樣本對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練。10個(gè)測(cè)試樣本的預(yù)測(cè)結(jié)果表明,,測(cè)試樣本的平均誤差為8.94%,,具有很好的預(yù)測(cè)效果。

    • 基于磁控分離的水產(chǎn)致病菌微流控檢測(cè)方法

      2015, 46(4):277-281,308. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.041

      摘要 (3722) HTML (0) PDF 1.12 M (1772) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)當(dāng)前水產(chǎn)致病菌傳統(tǒng)檢測(cè)方法中存在目標(biāo)菌分離難,、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng),、自動(dòng)化程度低等問(wèn)題,提出了一種基于磁控分離的水產(chǎn)致病菌微流控檢測(cè)方法,。設(shè)計(jì)了具有自動(dòng)進(jìn)樣,、磁控分離以及電化學(xué)阻抗檢測(cè)等一體化功能的微流控芯片,創(chuàng)建了檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),,優(yōu)化選擇了系統(tǒng)阻抗檢測(cè)頻率,、磁控力及目標(biāo)菌捕獲時(shí)間等參數(shù),,并以常見(jiàn)水產(chǎn)致病菌大腸桿菌O157:H7為例對(duì)檢測(cè)性能指標(biāo)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,,結(jié)果表明,,與精度較高的標(biāo)準(zhǔn)平板計(jì)數(shù)法相比,,檢測(cè)精度基本相同,,但避免了人工培養(yǎng),,檢測(cè)時(shí)間由48h減少為50min,,具有較高的分離檢測(cè)速度和檢測(cè)自動(dòng)化水平,。

    • >車輛與動(dòng)力工程
    • 基于輔助粒子濾波的汽車輪胎參數(shù)和行駛狀態(tài)估計(jì)

      2015, 46(4):282-288,301. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.042

      摘要 (3673) HTML (0) PDF 1.53 M (2267) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:單獨(dú)的輪胎魔術(shù)公式參數(shù)通常需要通過(guò)昂貴的試驗(yàn)設(shè)備和大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)才能夠確定,,之后這些參數(shù)在設(shè)計(jì)階段將被應(yīng)用于車輛模型來(lái)模擬車輛的操縱動(dòng)力學(xué)行為,。建立了包含定常統(tǒng)計(jì)特性噪聲的汽車動(dòng)力學(xué)模型,,利用龍格—庫(kù)塔方法模擬模型,引入輔助粒子濾波技術(shù),,通過(guò)二次加權(quán)操作,,較好地實(shí)現(xiàn)了輪胎參數(shù)的估計(jì),并最終代入動(dòng)力學(xué)方程,,實(shí)現(xiàn)了車輛側(cè)向力等參數(shù)的估計(jì),。同時(shí)進(jìn)行了場(chǎng)地試驗(yàn)。結(jié)果表明,,輔助粒子濾波技術(shù)改善了標(biāo)準(zhǔn)粒子濾波算法的精度,,驗(yàn)證了算法的有效性。

    • 快速壓縮機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)與性能試驗(yàn)

      2015, 46(4):289-295,350. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.043

      摘要 (3392) HTML (0) PDF 2.13 M (2150) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:設(shè)計(jì)了一套快速壓縮機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架,,并進(jìn)行了壓縮性能試驗(yàn),。在分析液壓緩沖、驅(qū)動(dòng)壓力等因素對(duì)快速壓縮機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架性能的影響,,并進(jìn)行壓縮性能優(yōu)化后,,快速壓縮機(jī)壓縮平均速度大于8m/s,燃燒缸內(nèi)壓縮溫度的可控范圍為650~1120K,。使用DME-O2-N2混合氣進(jìn)行了快速壓縮機(jī)的燃燒性能試驗(yàn),,觀察到了混合氣兩階段放熱現(xiàn)象與兩階段著火延遲期。在不同的壓縮比,、壓縮溫度與壓縮壓力條件下,,對(duì)DME-O2-N2混合氣兩階段著火延遲期、總著火延遲期的變化規(guī)律進(jìn)行了研究,。試驗(yàn)結(jié)果表明:在相同初始?jí)毫ο?,隨著燃燒缸內(nèi)壓縮溫度與壓縮壓力的增加,DME-O2-N2混合氣的第一階段著火延遲期與總著火延遲期均縮短,;在相同壓縮溫度下,,燃燒缸內(nèi)壓縮壓力的增加導(dǎo)致混合氣第二階段著火延遲期與總著火延遲期均縮短,混合氣第一階段著火延遲期略有縮短,。

    • 汽油機(jī)進(jìn)氣道油膜動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)辨識(shí)

      2015, 46(4):296-301. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.044

      摘要 (2913) HTML (0) PDF 1.10 M (1863) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了更加精確地辨識(shí)汽油機(jī)進(jìn)氣道油膜模型參數(shù),,從而更加精確地控制空燃比,,在油膜動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,考慮模型誤差和隨機(jī)誤差,,建立了油膜辨識(shí)方程,。根據(jù)遞推最小二乘算法得到油膜參數(shù)估計(jì)的加權(quán)矩陣表達(dá)式,利用馬爾可夫估計(jì)得到該加權(quán)矩陣,,進(jìn)而得到油膜參數(shù)的最優(yōu)估計(jì),。應(yīng)用GT-power建立了發(fā)動(dòng)機(jī)模型,在轉(zhuǎn)速1000~3500r/min,、節(jié)氣門開(kāi)度5%~75%變化時(shí),,分別利用提出的算法和最小二乘法對(duì)油膜參數(shù)進(jìn)行了辨識(shí),并與標(biāo)定值進(jìn)行了比較,。結(jié)果表明,,燃油沉積系數(shù)X在同一轉(zhuǎn)速時(shí),隨著節(jié)氣門開(kāi)度的增大而減小,,在同一節(jié)氣門開(kāi)度時(shí),,隨著轉(zhuǎn)速的增加而減小,;油膜質(zhì)量蒸發(fā)時(shí)間常數(shù)τ在同一轉(zhuǎn)速時(shí),,隨著節(jié)氣門開(kāi)度的增大而增加;在同一節(jié)氣門開(kāi)度時(shí),,隨著轉(zhuǎn)速的增加而減小,。通過(guò)誤差分析,表明所提出的方法比最小二乘算法的辨識(shí)結(jié)果精度更高,。

    • 基于視覺(jué)測(cè)量的挖掘機(jī)工作裝置姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)

      2015, 46(4):302-308. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.045

      摘要 (3514) HTML (0) PDF 1.26 M (2345) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:提出了一種基于視覺(jué)測(cè)量的挖掘機(jī)工作裝置姿態(tài)測(cè)量方法,。使用工業(yè)相機(jī)獲取工作裝置側(cè)視圖像,采用鞍點(diǎn)檢測(cè)方法快速捕捉工作臂上的人工靶標(biāo),;將靶標(biāo)間的固定幾何尺寸關(guān)系作為約束條件篩選出靶標(biāo)中的鞍點(diǎn)并計(jì)算相應(yīng)工作臂的姿態(tài)角,;通過(guò)預(yù)判靶標(biāo)的運(yùn)動(dòng)范圍以縮小圖像檢測(cè)區(qū)域,,提高算法處理速度,。試驗(yàn)表明,與挖掘機(jī)上原有的拉線傳感器測(cè)量系統(tǒng)相比較,,動(dòng)臂和斗桿姿態(tài)角動(dòng)態(tài)測(cè)量偏差分別小于1°和2°,,處理每幀工作裝置運(yùn)動(dòng)圖像平均用時(shí)在100ms以內(nèi),驗(yàn)證了該方法對(duì)挖掘機(jī)工作裝置姿態(tài)測(cè)量的可行性,。

    • >機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
    • 多鄰域結(jié)構(gòu)多目標(biāo)遺傳算法

      2015, 46(4):309-315,324. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.046

      摘要 (3303) HTML (0) PDF 1.09 M (1808) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:為了解決應(yīng)力約束類桁架結(jié)構(gòu)的尺寸優(yōu)化多目標(biāo)問(wèn)題,,提出一種多領(lǐng)域結(jié)構(gòu)的多目標(biāo)遺傳算法應(yīng)用于尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用個(gè)體之間歐氏距離信息,,將種群劃分為多個(gè)領(lǐng)域以形成多個(gè)小生境種群,。該算法為每個(gè)個(gè)體提供一定數(shù)量的鄰居個(gè)體,,并規(guī)定只能同鄰居個(gè)體進(jìn)行交叉變異操作,通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析了不同鄰居規(guī)模對(duì)算法性能的影響,。將新算法與其他經(jīng)典算法在18個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試函數(shù)上進(jìn)行了仿真分析,,結(jié)果表明,所得到的Pareto前端分布更加均勻且更加逼近真實(shí)Pareto前端,,具有良好的收斂性和多樣性,。將該算法應(yīng)用于經(jīng)典的25桿空間桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化的求解,獲得Pareto前端更均勻,,收斂性更好,,相對(duì)于其他的優(yōu)化算法具有更好的優(yōu)化效果。該算法在程序設(shè)計(jì),、求解空間及其方法通用性等方面表現(xiàn)出良好的性能,,并且簡(jiǎn)單、實(shí)用,,更加適合于工程實(shí)際應(yīng)用,。

    • 基于分解機(jī)制的多目標(biāo)蝙蝠算法

      2015, 46(4):316-324. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.047

      摘要 (3636) HTML (0) PDF 1.22 M (1792) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:在分析蝙蝠算法性能基礎(chǔ)上,將蝙蝠算法融入分解機(jī)制,,提出了一種基于分解機(jī)制的多目標(biāo)蝙蝠算法,。為了進(jìn)一步提高算法的多樣性,將差分進(jìn)化策略引入算法中,。對(duì)14個(gè)具有復(fù)雜Pareto前沿的多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題(LZ—09系列和ZDT系列)測(cè)試不同鄰域規(guī)模對(duì)算法性能的影響,,結(jié)果表明新算法的鄰域規(guī)模為20時(shí)性能最優(yōu);將其與MOEA/D—DE和NSGA—II算法進(jìn)行對(duì)比分析,,結(jié)果顯示該算法的分布性,、收斂性和多樣性均優(yōu)于另外兩種算法。為了驗(yàn)證其求解含有約束問(wèn)題的性能,,將其應(yīng)用于滑動(dòng)軸承多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題中,,獲得的Pareto前沿分布均勻,表明算法具有工程實(shí)用性,,是求解復(fù)雜高維多目標(biāo)問(wèn)題的有效方法,。

    • 空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的共形幾何代數(shù)方法

      2015, 46(4):325-330. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.048

      摘要 (3705) HTML (0) PDF 1.00 M (2430) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:提出了空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的集幾何表示和計(jì)算為一體的共形幾何代數(shù)方法。以動(dòng)平臺(tái)上的坐標(biāo)原點(diǎn)描述動(dòng)平臺(tái)的位置,,以歐拉角描述動(dòng)平臺(tái)的姿態(tài),,給出了動(dòng)平臺(tái)上任意一點(diǎn)在定坐標(biāo)系中位置的共形幾何代數(shù)表達(dá)式,進(jìn)而提出了一種建立空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的數(shù)學(xué)建模方法,。根據(jù)所建立的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,,可進(jìn)行空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和運(yùn)動(dòng)學(xué)反解分析。通過(guò)一種4-UPU空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,,進(jìn)一步闡述了所提出的共形幾何代數(shù)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析方法,,通過(guò)數(shù)值實(shí)例驗(yàn)證了所提出方法的正確性和有效性,。

    • 給定4R開(kāi)鏈的八桿機(jī)構(gòu)解域綜合理論與方法

      2015, 46(4):331-337. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.049

      摘要 (3543) HTML (0) PDF 1.24 M (1515) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)八桿機(jī)構(gòu)四位置尺寸綜合問(wèn)題,提出了一種解域綜合方法,。首先根據(jù)給定4R開(kāi)鏈的4個(gè)位置求解出滿足要求的解曲線,,并根據(jù)解曲線的可行區(qū)段建立解域。應(yīng)用提出的八桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)缺陷判斷方法剔除解域中存在運(yùn)動(dòng)缺陷的機(jī)構(gòu),,最后根據(jù)實(shí)際要求建立約束條件形成可行解域,。設(shè)計(jì)者可以從可行解域中快速準(zhǔn)確地挑選出滿足要求的機(jī)構(gòu)。解域綜合方法有效地解決了八桿機(jī)構(gòu)四位置尺寸綜合問(wèn)題,,為八桿機(jī)構(gòu)的綜合及在現(xiàn)實(shí)中得到更廣泛的應(yīng)用提供了行之有效的新理論和方法,。最后舉例說(shuō)明了八桿機(jī)構(gòu)的四位置綜合過(guò)程。

    • 基于稀疏存儲(chǔ)的有限元結(jié)構(gòu)分析高效縮聚并行計(jì)算方法

      2015, 46(4):338-343. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.050

      摘要 (3769) HTML (0) PDF 1003.00 K (1759) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:基于稀疏存儲(chǔ)技術(shù)和直接稀疏求解器提出了一種有限元結(jié)構(gòu)分析高效縮聚并行計(jì)算方法,。該方法將縮聚過(guò)程轉(zhuǎn)換為一系列線性方程組的求解過(guò)程,,并通過(guò)直接稀疏求解器進(jìn)行求解。它能夠避免傳統(tǒng)變帶寬格式縮聚并行計(jì)算方法對(duì)帶寬內(nèi)大量零元素的存儲(chǔ)和運(yùn)算,,從而大幅度節(jié)省內(nèi)存空間和有效減少計(jì)算量,。最后通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的有限元數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)算法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明:相對(duì)傳統(tǒng)變帶寬格式縮聚并行計(jì)算方法,,稀疏存儲(chǔ)格式縮聚并行計(jì)算方法能夠大幅度節(jié)省內(nèi)存空間和有效提高計(jì)算效率,;各子區(qū)域規(guī)模越大,該方法對(duì)內(nèi)存空間的節(jié)省和計(jì)算效率的提高效果就越明顯,。

    • 基于近親變異NSGA-Ⅱ算法的多目標(biāo)柔性作業(yè)車間調(diào)度

      2015, 46(4):344-350. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.051

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      摘要:在研究柔性作業(yè)車間多目標(biāo)調(diào)度問(wèn)題現(xiàn)狀和不足的基礎(chǔ)上,,提出了包括最大完工時(shí)間、加工成本以及加工質(zhì)量3個(gè)優(yōu)化目標(biāo)的多目標(biāo)柔性作業(yè)車間調(diào)度模型,;并針對(duì)上述模型,,提出了基于近親變異的改進(jìn)非支配排序遺傳算法(Non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ),,該算法根據(jù)計(jì)算交叉染色體的血緣關(guān)系,,確定子代個(gè)體的變異率,優(yōu)化了NSGA-Ⅱ的變異策略,,避免了算法的早熟問(wèn)題,;最后,針對(duì)實(shí)際案例,,構(gòu)建相應(yīng)的調(diào)度模型和算法,,計(jì)算結(jié)果證實(shí)了模型和算法的可行性和有效性,。

    • n次λ-Bézier曲線光滑拼接的連續(xù)性條件

      2015, 46(4):351-359,337. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.052

      摘要 (3165) HTML (0) PDF 1.91 M (1749) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:針對(duì)n次λ-Bézier曲線造型中的復(fù)雜曲線難以用單一曲線來(lái)構(gòu)造的問(wèn)題,,研究了該曲線光滑拼接時(shí)的連續(xù)性條件。通過(guò)分析λ-Bézier曲線的基函數(shù)及其端點(diǎn)性質(zhì),,給出了相鄰兩段λ-Bézier曲線間C1,、C2和G1,、G2光滑拼接的充要條件;最后,,給出了λ-Bézier曲線光滑拼接的具體步驟與幾何造型實(shí)例,,并分析了形狀參數(shù)對(duì)拼接后曲線形狀的影響規(guī)律。實(shí)例結(jié)果表明,,所提方法不僅易實(shí)現(xiàn)且簡(jiǎn)單有效,,在工程復(fù)雜曲面的構(gòu)造與外形設(shè)計(jì)中將有一定的應(yīng)用價(jià)值。

    • 基于M-估計(jì)的線性化穩(wěn)健配準(zhǔn)算法研究

      2015, 46(4):360-364,343. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.053

      摘要 (3405) HTML (0) PDF 1.20 M (1604) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:復(fù)雜曲面在制造中的廣泛應(yīng)用對(duì)曲面配準(zhǔn)技術(shù)提出了新的要求,,特別是不同區(qū)域精度存在差異的復(fù)雜曲面配準(zhǔn)問(wèn)題日益突出,。為了穩(wěn)健估計(jì)思想推廣到不同區(qū)域精度存在差異的復(fù)雜曲面配準(zhǔn),給出了基于M-估計(jì)的一種穩(wěn)健配準(zhǔn)算法,。該算法利用M估計(jì)子削弱復(fù)雜曲面低精度數(shù)據(jù)對(duì)配準(zhǔn)結(jié)果的影響,,但是這一模型目標(biāo)函數(shù)是高度非線性的分段函數(shù),求解效率不高?,F(xiàn)有配準(zhǔn)方法已能夠迅速獲得較好初始位置,,因此利用Taylor展式線性逼近偏差函數(shù),得到配準(zhǔn)問(wèn)題M-估計(jì)的線性化模型,,提高了配準(zhǔn)模型估計(jì)效率,。每步迭代利用F-范數(shù)最小逼近旋轉(zhuǎn)矩陣。對(duì)仿真數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)葉片數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn),,結(jié)果證明,,對(duì)精度存在差異的復(fù)雜曲面所提算法比最近點(diǎn)迭代算法更加合理。

    • 基于運(yùn)動(dòng)學(xué)分配性能的并聯(lián)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

      2015, 46(4):365-371,337. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.054

      摘要 (3437) HTML (0) PDF 1.37 M (2199) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:根據(jù)給定的并聯(lián)機(jī)構(gòu)末端執(zhí)行器的任務(wù)要求,,在其結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)中,,為保證各分支運(yùn)動(dòng)學(xué)傳遞性能相對(duì)均較優(yōu),利用離差的性質(zhì),,定義了局域和全域運(yùn)動(dòng)(速度),、力及功率分配性能指標(biāo),以此反映各分支共同承擔(dān)負(fù)載要求的能力,。對(duì)于單驅(qū)動(dòng)分支功率輸出,,探討了速度和力兩個(gè)可變的物理量對(duì)功率的作用大小,并定義了運(yùn)動(dòng),、力作用系數(shù),,以此對(duì)機(jī)構(gòu)的工作空間進(jìn)行了分析。最后以用作姿態(tài)調(diào)整部件的3-RPS空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)為例,,對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)的求解,,在改進(jìn)的設(shè)計(jì)空間中疊加性能圖譜,優(yōu)化了機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)尺寸,同時(shí)求出了相應(yīng)的工作空間,。

    • 連續(xù)平壓機(jī)入口角度動(dòng)態(tài)控制方法

      2015, 46(4):372-378,343. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.055

      摘要 (3066) HTML (0) PDF 1.45 M (1643) 評(píng)論 (0) 收藏

      摘要:基于鋼材彎曲變形的特點(diǎn),,提出一種矩形截面的入口上熱壓板彎曲變形來(lái)調(diào)節(jié)入口角度的方法。在分析上熱壓板彎曲變形原理并推導(dǎo)曲率半徑與拉弧高度幾何關(guān)系的基礎(chǔ)上,,仿真計(jì)算上熱壓板彎曲強(qiáng)度,,構(gòu)建基于現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式系統(tǒng)和人機(jī)交互控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)油缸位移梯度漸進(jìn)算法并在國(guó)產(chǎn)連續(xù)平壓機(jī)上實(shí)現(xiàn)控制,。研究結(jié)果表明:入口上熱壓板彎曲變形滿足彎曲強(qiáng)度要求,,入口角度調(diào)節(jié)方法及控制算法能夠?qū)崿F(xiàn)油缸位移梯度變化的漸進(jìn)性和入口角度調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)性;當(dāng)入口曲率半徑R為100000mm時(shí),,入口上熱壓板拉弧高度理論值與實(shí)際值最大偏差為0.4mm,,橫向?qū)嶋H值最大偏差為0.6mm,達(dá)到控制精度要求,。

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