2014, 45(12):1-8,31. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.001
摘要:利用建立的微粒受力模型和微粒隨機軌道模型,,對湍流通道中不同條件下微粒的受力進行了研究,,對湍流通道中微粒的沉降特性以及影響因素進行了分析,。研究結果表明,湍流通道中,,柴油機微粒所受的曳力、布朗力、Saffman升力,、熱泳力以及重力和浮力等與微粒粒徑、微粒距壁面的距離等因素密切相關,;在不同條件下,,微粒所受的主要作用力以及微粒沉降的主要驅動力不同;微粒受力,、氣流入口速度和溫度以及通道尺度等因素都會對湍流通道中微粒的沉降產生影響,。
李大樹 , 仇性啟 , 于磊 , 鄭志偉 , 馬培勇 , 祁風雷
2014, 45(12):9-17. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.002
摘要:從實驗和數(shù)值模擬兩方面研究了液滴碰撞液膜潤濕壁面的過程。實驗采用高速攝像儀觀測并分析了液滴撞壁后的鋪展,、水花形成和液滴破碎飛濺現(xiàn)象,,并定量獲得了液滴的鋪展系數(shù)和鋪展速度隨時間的變化規(guī)律。實驗結果表明:液滴的鋪展系數(shù)和鋪展速度的碰撞速度效應明顯,;碰撞速度越大,,液滴的鋪展系數(shù)越大;液滴撞壁后的鋪展速度迅速減小,,碰撞速度越大鋪展速度越大,。數(shù)值模擬采用流體體積法,綜合考慮液滴與壁面間傳熱及接觸熱阻的作用,,建立了液滴撞壁數(shù)值模型,。該模型模擬結果和實驗數(shù)據(jù)吻合較好,證明了數(shù)值模型的準確性,。數(shù)值結果表明:液體內部的壓力梯度是液滴鋪展,、產生皇冠水花和以及液滴破碎飛濺的主要原因;毛細波是水花頸部收縮和液滴破碎飛濺的關鍵因素,。
2014, 45(12):18-24. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.003
摘要:闡述了一種壓燃/低溫燃燒(CI/LTC)組合燃燒模式柴油機燃燒進氣系統(tǒng)的非線性魯棒控制策略。基于理想氣體方程和質量守恒定律建立了柴油機進氣系統(tǒng)的非線性狀態(tài)空間模型,,選擇影響燃燒的進氣系統(tǒng)關鍵變量進排氣壓力和進氣組分作為系統(tǒng)輸出變量,,并采用魯棒積分滑模方法設計了控制器??刂葡到y(tǒng)通過對進氣系統(tǒng)關鍵變量的跟蹤控制,,間接控制缸內條件參數(shù),實現(xiàn)燃燒模式間的平滑切換,。最后分別采用GT-Power和Matlab/Simulink軟件耦合仿真和快速原型控制仿真驗證該控制器的效果,。其結果表明與獨立PI閉環(huán)控制方法相比,該控制策略具有跟蹤性能好,、響應速度快,、抗干擾能力和魯棒性強等優(yōu)點。
李勇 , 馬飛 , Kazerani Mehrdad , 顧青
2014, 45(12):25-31. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.004
摘要:為了實現(xiàn)車載電源性能的綜合測試,,搭建了由直流電動機—飛輪組成的電源測試平臺,,以此為基礎,研究了平臺結構對直流調速系統(tǒng)控制精度的影響,。建立了測試平臺的數(shù)學模型,,通過實驗分析了存在的問題。依據(jù)多軸機電傳動理論,,提出了平臺結構的優(yōu)化方法,,建立了優(yōu)化后平臺的數(shù)學模型和狀態(tài)空間方程。分析了無級變速器(CVT)的傳動效率,,確定了其速比控制約束條件,。構建了基于dSPACE的硬件在環(huán)測試平臺,通過實驗分析了平臺優(yōu)化前后直流調速系統(tǒng)的調速效果,,實驗結果表明,,優(yōu)化后的平臺具有優(yōu)良的調速性能,直流調速系統(tǒng)的跟蹤精度顯著提高,,為開展復合電源性能測試提供了技術支持,。
2014, 45(12):32-36,49. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.005
摘要:基于CF700型拖拉機駕駛室懸架參數(shù)要求和流體力學理論建立了一種油氣彈簧的彈性力及阻尼力模型,。計算了油氣彈簧關鍵參數(shù),,設計了阻尼可調的油氣彈簧。試驗研究了激勵,、節(jié)流閥開度及單向閥開度對油氣彈簧輸出力的影響,。試驗結果表明,所研制的油氣彈簧有較大的阻尼力調節(jié)范圍,,節(jié)流閥開度同時對油氣彈簧壓縮與復原行程輸出力有影響,,單向閥開度只對壓縮行程輸出力有影響,,節(jié)流閥開度對輸出力影響較單向閥明顯。試驗驗證了設計思路和方法的有效性,,為拖拉機駕駛室油氣懸架減振性能的研究奠定了基礎,。
丁亮亮 , 肖杰 , 宗魏 , 劉殿富 , 楊曉青 , 鄒猛
2014, 45(12):37-42. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.006
摘要:通過輪壤作用關系的線性化推導,建立簡潔的掛鉤牽引力模型用于星球車在軌沉陷預估,。以玉兔號月球車為例,利用其車輪土槽試驗進行了模型修正和驗證,,從而建立了用于星球車在軌沉陷預估的模型,,驗算得到修正后的掛鉤牽引力模型的擬合值與土槽實測值的誤差小于9%。提出的模型可以為星球車在沉陷前進行預警評估,,也可為發(fā)生沉陷后的地面模擬脫困試驗提供沉陷狀態(tài)數(shù)據(jù),。該研究方法還可用于輪式機械在沙漠、灘涂等松軟地面執(zhí)行各種操作的快速沉陷預估,。
鞏興暉 , 朱德蘭 , 張林 , 張以升 , 楊雯 , 葛茂生
2014, 45(12):43-49. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.007
摘要:以圓形及平移式噴灌機常用的Nelson R3000型旋轉折射式噴頭(綠色噴盤,,4流道)為研究對象,應用2DVD測試100,、150和200kPa工作壓力下的水滴粒徑和速度,,計算并分析了水滴直徑與單個水滴動能之間的關系,單位體積水滴動能和動能強度沿射程的變化趨勢,。結果表明:單個水滴動能與水滴直徑的3.65次方呈正比關系,,隨著至噴頭距離的增加,測點單個水滴動能最大值,、最小值及平均值增大,;距噴頭相同測點處,測點單個水滴動能最大值和平均值隨著壓力的增加而減??;單位體積水滴動能隨著至噴頭距離的增加呈指數(shù)關系增大;距噴頭相同測點處,,單位體積水滴動能隨工作壓力的增大而減小,,并隨著至噴頭距離的增大差異增大;距噴頭0~6m范圍內,,3個工作壓力下動能強度均小于0.02W/m2,,且差異較小,;6m至噴灑范圍末端,,3個工作壓力下動能強度出現(xiàn)最大值,分別為0.1172,、0.0827和 0.0522W/m2,,在距噴頭距離相同測點處,動能強度隨工作壓力升高而減小。
2014, 45(12):50-55. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.008
摘要:為探明溫室滴灌灌水器堵塞的影響因素及機理,,研究了灌水量和施肥量對灌水器堵塞的影響,,并利用場發(fā)射掃描電鏡分析了灌水器內的堵塞物質。結果表明,,灌水器平均流量隨著灌水量和施肥量的增加呈下降趨勢,,下降幅度在1.51%~14.16%之間。方差分析表明施肥量對灌水器平均流量的影響達到極顯著水平(P<0.01),。解剖灌水器后發(fā)現(xiàn)堵塞物質多沉積在流道前部,。堵塞物質主要由生料帶殘渣、微小沙粒和白色粉末狀化學沉淀物組成,,其中白色粉末主要由鈣,、鎂、碳,、氧,、磷元素等組成。說明本試驗中灌水器堵塞主要是由物理堵塞和化學堵塞共同作用引起的,。
2014, 45(12):56-61. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.009
摘要:利用2D視頻雨滴譜儀,,對噴頭噴灑的雨滴形狀、尺寸分布,、平均直徑和垂直降落速度等進行準確測量,,分析了噴嘴直徑、工作壓力對雨滴平均直徑變化趨勢的影響,,建立了雨滴平均直徑與垂直降落速度間的關系模型,。結果表明:人工模擬降雨系統(tǒng)下噴頭噴灑雨滴的直徑范圍在0~3mm;在相同噴嘴直徑下,,隨著工作壓力的增大,,雨滴平均直徑呈下降趨勢;在工作壓力不變的條件下,,隨著噴嘴直徑的增大,,雨滴平均直徑會隨之增大;通過雨滴平均直徑與垂直下落速度間的關系模型,,能夠較好地預測雨滴的降落速度,。
陳劍 , 張澤 , John A Yunger , 呂新 , 田敏 , 侯振安
2014, 45(12):62-68. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.010
摘要:在SPAD營養(yǎng)診斷氮素施肥模型基礎上,確定滴灌棉花不同生育期的最佳施氮量,;結合單次灌溉時間,、輪灌區(qū)面積的相關研究,確定不同規(guī)格配肥盤的配肥時間,。通過對比配肥盤單位時間配肥量與施肥量之間的關系,,確定滴灌精準施肥裝置的施氮配肥能力,。結果表明:滴灌棉田單位時間施肥量只與單井出水量Q和特定棉花生育時期的施氮量Nd有關。該裝置100,、200,、300g 3個規(guī)格配肥盤無論在任何單井出水量情況下,都無法滿足棉花全生育期追施氮肥的需要,,400g與500g規(guī)格的配肥盤也只能滿足特定單井出水量條件下的棉花追氮任務,,并在此基礎上對裝置的優(yōu)化與改進進行了闡述。
2014, 45(12):69-74. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.011
摘要:通過噴頭散水機構對水流的粉碎,,可以提高噴頭近處水量,,改善噴頭水量分布。旋轉式散水盤在水流的沖擊下做間歇式旋轉運動,,能夠在不減少射程的基礎上提高噴灌均勻度。散水齒結構尺寸直接影響散水盤對噴頭水力性能的影響,。以散水齒影響區(qū)域的最短射程R和影響區(qū)域角度范圍α為散水齒的優(yōu)化指標,,利用正交試驗法,研究散水齒結構尺寸(散水齒寬度a,,散水齒插入射流深度h和水射流出口至散水齒的距離c)對水力性能的影響,,并獲得各因素對水力性能的影響規(guī)律,,提出散水齒的2種最佳結構尺寸,即a=1.6mm、h=1.mm,、c=4mm以及a=1.6mm、h=0,、c=9mm,。根據(jù)旋轉噴頭的徑向水量分布由散水齒影響的水量分布與無散水齒的水量分布按照一定噴灑次數(shù)比率疊加而成的規(guī)律,依據(jù)最終噴頭徑向水量分布呈較為理想的“三角形”,,建立了散水齒影響區(qū)域最短射程的計算方法,。
2014, 45(12):75-79. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.012
摘要:應用蝸殼內速度矩守恒的假設,推導了螺旋形蝸殼常數(shù)的計算表達式,,得到了葉輪進口處的速度矩,。采用無撞擊進口、法向出口的液流工況,,確定了葉輪的進出口安放角,,設計了一前彎型葉片液力透平專用葉輪。設計了葉輪模型,,進行了外特性實驗,。結果表明:對比原型泵作透平的實驗結果,新設計的前彎型葉片液力透平專用葉輪顯著提高了透平效率,,最高效率由原來的59.98%提高到67.91%,,最高效率提高了13.22%,。采用專用葉輪的效率曲線較原型泵作透平的效率曲線平坦,在0.9~1.2倍最優(yōu)工況運行區(qū)間,,效率變化值在1.5%以內,,高效區(qū)較寬。
2014, 45(12):80-87,,74. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.013
摘要:提出了一種傅里葉非圓齒輪驅動的四葉片差速泵,,并在葉片上安裝與轉動方向相同的單向閥。建立了傅里葉非圓齒輪傳動模型和差速泵瞬時流量模型,,采用Matlab編寫了分析設計軟件,。利用該軟件分析了相同泵結構參數(shù)下的3組典型節(jié)曲線參數(shù)對節(jié)曲線形狀、差速泵瞬時流量,、排量,、單雙泵和單向閥對脈動率的影響,并與偏心圓—非圓齒輪驅動的四葉片差速泵比較,,得到雙泵并聯(lián)的傅里葉非圓齒輪驅動的差速泵相比偏心圓—非圓齒輪驅動的差速泵在排量相當?shù)那闆r下能使脈動率降低10.3%,,在葉片上安裝與轉動方向相同的單向閥有效地解決了困液問題。
竇華書 , 蔣威 , 張玉良 , 朱祖超 , 崔寶玲 , 李昳
2014, 45(12):88-92,103. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.014
摘要:為研究離心泵內部流動失穩(wěn)機理,,對離心泵內三維湍流流場進行數(shù)值模擬,,得到不同流量工況下的離心泵內部全流場流動參數(shù),并且應用能量梯度方法對計算數(shù)據(jù)進行處理,,獲得能量梯度函數(shù)K的分布,,并基于能量梯度理論對離心泵內部流動的穩(wěn)定性進行了分析。研究表明,,葉輪出口處和蝸舌處是2個最容易激發(fā)流動不穩(wěn)定的關鍵位置,。此外,隨著流量的減少,,葉輪內的失穩(wěn)區(qū)域從葉輪出口向葉輪進口遷移,。
王旭鶴 , 祝寶山 , 樊紅剛 , 譚磊 , 陳元林 , 王煥茂
2014, 45(12):93-98,116. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.015
摘要:采用全三維反問題設計方法,按照水泵工況確定設計參數(shù),,從水輪機方向進行流場計算,,完成某一中高水頭水泵水輪機轉輪的水力設計。針對設計開發(fā)的轉輪,,通過模型實驗測試其在不同運行工況下的性能,。結果表明,設計的水泵水輪機轉輪在水泵工況下的最高機組效率達到91.34%,,且機組運行平穩(wěn),;水輪機工況的最高機組效率為88.5%?;谌鞯勒承詳?shù)值計算的轉輪內部流動分析表明,,水泵工況下,,水流光順地通過流道,轉輪內部流動損失較??;水輪機工況下,轉輪進口附近存在較嚴重沖擊損失且葉片背面低壓區(qū)面積較大,,影響轉輪的作功能力,。
2014, 45(12):99-103. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.016
摘要:為改善液環(huán)泵水力性能,采用VOF氣液兩相流動模型對液環(huán)真空泵內部三維非穩(wěn)態(tài)氣液兩相流動進行數(shù)值模擬,。通過數(shù)值模擬分析葉輪及泵腔內的流線分布,、速度分布、相態(tài)分布及壓力分布規(guī)律,,對泵內復雜的二次流進行了分析,,對液環(huán)真空泵工作過程中泵內氣液兩相流的自由分界面進行追蹤,并分析了泵內氣液兩相流自由分界面的變化規(guī)律及其與泵外特性的關系,。對液環(huán)泵進行試驗研究,,模擬結果與試驗結果進行對比分析表明,數(shù)值方法結果與試驗結果基本一致,,能夠較準確地描述液環(huán)泵內氣液兩相流流動規(guī)律,,捕捉氣液分界面,,預估液環(huán)泵的水力性能,,為液環(huán)泵的性能優(yōu)化研究提供了依據(jù)。
2014, 45(12):104-108,125. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.017
摘要:打結器是方草壓捆機的關鍵核心部件之一,,直接影響打捆機的成結效率和捆形質量,。以D型打結器為研究對象,基于逆向工程技術對其進行三維重構,,進而對重構零件的關鍵工作曲面進行了偏差分析,,發(fā)現(xiàn)所有關鍵工作面90%以上的區(qū)域達到了精確等級以上?;赟olidworks軟件實現(xiàn)了重構部件裝配,,并進行了運動仿真研究,獲取了卡線輪,、打結嘴,、脫繩桿角速度和驅動齒盤角位移數(shù)據(jù),分析了卡線輪,、打結嘴,、脫繩桿與捆繩打結運動關系,為優(yōu)化D型打結器提供了基礎數(shù)據(jù),。
2014, 45(12):109-116. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.018
摘要:針對現(xiàn)有果園施藥裝備體積與功耗過大,、藥液浪費嚴重等問題,,設計了果園雙擺彌霧施藥系統(tǒng)。通過驅動布置方案和自由度分析,,設計了由直流電動機驅動的對稱雙曲柄機構和驅動點與支點萬向節(jié)—滑軌多級運動副所構成的平面—空間混合型機構,,實現(xiàn)了雙彌霧機的擺動擴幅。為方便操縱并避免藥液反流等現(xiàn)象的發(fā)生,,設計了單片機自動控制系統(tǒng),,實現(xiàn)了雙擺彌霧施藥系統(tǒng)復雜啟停動作流程的一鍵控制。根據(jù)果園規(guī)格,,分別以車身尺寸最小為目標,,以彌霧施藥對樹冠的有效覆蓋為約束條件,通過非線性規(guī)劃確定了曲柄長度,、曲柄轉動中心高度,、支點高度、曲柄中心距,、支點中心距等結構參數(shù),。進而根據(jù)果樹施藥量和彌霧均勻度要求,以施藥作業(yè)效率最高為目標,,確定了系統(tǒng)行進速度和曲柄轉速,。該施藥系統(tǒng)可實現(xiàn)彌霧半徑僅400mm小型彌霧機對高度1500~4300mm和橫向5500mm的樹冠范圍的有效覆蓋,并有效保證果樹雙側彌霧噴施的均勻度和藥量條件,,作業(yè)效率可達2.33~2.67hm2/h,,實現(xiàn)了果園機載施藥系統(tǒng)的節(jié)能節(jié)藥和小型化,為果園植保提供了新型的施藥裝備,。
許軻 , 常勇 , 張強 , 霍中洋 , 張洪程 , 戴其根
2014, 45(12):117-125. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.019
摘要:以雜交粳稻“甬優(yōu)2640”,、“甬優(yōu)1640”和常規(guī)粳稻“連粳7號”、“徐稻3號”為試驗材料,,于2011年和2012年研究了缽苗機插,、毯苗機插和直播3種機械栽植方式的秧苗素質、生育進程,、光合物質生產,、溫光利用、產量組成及品質,。結果表明,,移栽時缽苗機插方式秧苗素質各項指標顯著高于毯苗機插方式。與缽苗機插稻相比,,毯苗機插稻,、直播稻各生育時期均推遲,全生育期分別縮短8~10d和20~22d,,全生育期和不同生育階段的積溫,、光照時數(shù)以及生育中后期群體生長率和凈同化率顯著降低,。缽苗機插方式水稻產量最高,毯苗機插方式次之,,直播方式最低,,各栽植方式間差異顯著;相同栽植方式下雜交粳稻產量顯著高于常規(guī)粳稻,。缽苗機插稻單位面積穗數(shù)較少,,但每穗粒數(shù)和千粒質量顯著提高,最終籽粒產量顯著增加,;雜交粳稻缽苗機插方式產量分別比毯苗機插,、直播方式顯著提高10.2%和23.4%,常規(guī)粳稻分別顯著提高5.6%和19.3%,;直播水稻的每穗粒數(shù)和千粒質量均處于較低水平,。缽苗機插方式水稻籽粒品質較好。在淮北地區(qū)缽苗機插稻生育期提前,,成熟早,,提高了溫光資源利用率,比毯苗機插和直播方式具有顯著的增產優(yōu)勢,,可作為優(yōu)先選擇的水稻機械化栽插方式,。
2014, 45(12):126-138. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.020
摘要:在前人研究的基礎上,根據(jù)石河子墾區(qū)的實際情況,,確定模型特定的邊界條件及參數(shù),,建立適合該區(qū)的包氣帶—飽和帶水、氣二相流的質熱傳輸模型,,模擬土壤水分,、溫度的動態(tài)變化,,并利用實測土壤溫度,、土壤含水率數(shù)據(jù)進行模型檢驗。結果表明:模擬的土壤溫度和含水率能夠較好地反映實測值的變化規(guī)律,,各土層模擬精度評價指標表明考慮空氣影響的模擬結果更接近實測結果,。對于9.7mm日降水量的入滲深度,耦合模型可影響20cm深土壤含水率,,單相模型可影響到30cm深左右,。降水當日考慮空氣模擬的蒸發(fā)速率比不考慮空氣模擬的蒸發(fā)速率大7.7%;降水后1d,,不考慮空氣影響導致蒸發(fā)速率比考慮空氣的小3.19%,。計算模擬期2種模型土壤總蒸發(fā)量,相差不大,。根據(jù)2種模型水量平衡分析結果對比蒸發(fā)量的計算值與模擬值,,發(fā)現(xiàn)考慮空氣影響的模型模擬結果更可靠
2014, 45(12):139-145. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.021
摘要:黃土區(qū)人工經濟林普遍出現(xiàn)利用性土壤干層,,制約著植被的恢復與重建。為了準確計算黃土半干旱區(qū)密植高產棗林(Ziziphus jujube Mill.)深層土壤(2m以下)水分消耗量,,采用根鉆法(洛陽鏟)分層獲得從地表到細根分布最大深度范圍內的土壤含水率,。結果表明:棗林深層土壤水分消耗是一個逐漸加深、逐漸向下的過程,。2,、4、9和12a生棗林深層土壤水分消耗量分別為0,、29.6,、149.9和155.7mm,可再供水量分別為203.7,、167.7,、35.5和29.7mm;棗林生長第9年后,,2~4m土層幾乎沒有可利用的水分,,現(xiàn)有降水和滴灌已經不能滿足棗樹的耗水需求,棗林吸收土壤水分有向深處延伸的趨勢,。以降水入滲最大深度為上界,、細根分布最大深度為下界計算的深層土壤水分消耗量,能更準確地評估林地利用性土壤干層的程度和深度,。
陳軍鋒 , 楊軍耀 , 鄭秀清 , 秦作棟 , 劉萍 , 臧紅飛
2014, 45(12):146-151,248. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.022
摘要:采用室內土壤單向凍結試驗裝置,,進行了地下水位埋深為87.5cm的小幅降溫、中幅降溫和大幅降溫3種凍結氣溫作用下砂壤土和粉質粘壤土的溫度和土壤含水率的監(jiān)測,。結果表明:小幅降溫,、中幅降溫和大幅降溫凍結條件下砂壤土地表溫度較粉質粘壤土分別低0.88、2.06和2.81℃,,土壤剖面溫度分別在第31,、33和37天達到穩(wěn)定降溫階段;砂壤土水分主要聚集在10~30cm,,而粉質粘壤土水分主要聚集在10~40cm,;小幅降溫凍結下,砂壤土0~10cm土壤含水率較中幅降溫和大幅降溫凍結下高1.5%和7.3%,,粉質粘壤土0~10cm土壤含水率較中幅降溫和大幅降溫凍結下高2.3%和2.7%,。
2014, 45(12):152-159. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.023
摘要:以北方寒區(qū)典型城市哈爾濱市的大田為研究區(qū)域,通過冬季大田試驗(試驗周期2013—11—01—2014—04—30),,設置裸地,、5、10和15cm厚度秸稈覆蓋4個處理,分別測定不同處理條件下3,、5,、8、10,、15,、20、40,、60,、100、140cm等深度土壤溫度以及氣溫和太陽總輻射,,采用統(tǒng)計學理論對其進行對比分析,。研究結果表明:秸稈覆蓋對于熱量具有雙向阻礙作用,只是在不同的外界條件下雙向阻礙作用的主導地位在不斷調整,;某深度下土壤溫度變化是秸稈覆蓋與土壤導熱性相互作用的結果,;裸地溫度差異性最大,其次為5cm秸稈覆蓋和15cm秸稈覆蓋,,最后為10cm秸稈覆蓋,,秸稈覆蓋對于土壤溫度差異系數(shù)的影響并非隨著秸稈厚度的增加單調增加。
鄭智旗 , 王樹東 , 何進 , 王慶杰 , 李洪文 , 路戰(zhàn)遠
2014, 45(12):160-164,138. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.024
摘要:設計了一個可用于坡面侵蝕過程研究的自動監(jiān)測徑流場,,該徑流場主要由6個徑流小區(qū)和1套模擬降雨裝置組成,。采用德國UGT徑流測量裝置,實現(xiàn)地表徑流的自動采樣和記錄,。用設計的徑流場對秸稈覆蓋坡耕地的產流產沙過程進行了研究,,結果表明相對于裸露地表,秸稈覆蓋能明顯降低各徑流小區(qū)的產流率和產沙率,,延緩產流增加趨勢,,減少產沙總量達54.5%~63.8%。因此,,增加坡耕地土壤表面的秸稈覆蓋量可有效避免產流在短時間內急劇增加,,并能減少對土表的沖刷作用。
2014, 45(12):165-170,223. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.025
摘要:以非吸附性溴離子和吸附性磷元素為示蹤劑,,通過改變針頭式降雨器的雨滴降落高度獲取不同雨滴動能,,并推算其相應的雨滴能量流(Rain droplet energy flux, DE),,研究雨滴動能對紅壤坡面溶質遷移特征的影響,。試驗結果表明,初始產流時間,、地表土壤含水率,、土壤水分入滲深度等均隨著DE增大而線性減小;徑流總量(Total runoff, TR)與DE呈冪函數(shù)遞增關系;產沙量(Sediment yield, SY)與DE可用對數(shù)函數(shù)描述,。在不同雨滴動能條件下,,徑流溴離子濃度隨產流時間呈冪函數(shù)衰減,土壤溴離子淋溶深度隨著雨滴動能增大而減少,;徑流溶解態(tài)磷濃度隨產流時間呈線性增大趨勢,,徑流全磷(Total phosphorus, TP)流失總量與DE的關系可用指數(shù)函數(shù)描述,且徑流全磷流失量與徑流總量及產沙量高度相關,;雨滴動能越大導致表層土壤磷素含量越低,。
2014, 45(12):171-180. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.026
摘要:于2010和2011年桃樹連續(xù)生長季,在移動式遮雨棚下進行4a生桃樹小區(qū)灌溉試驗,,研究了桃樹需水信號(液流速率,、凈光合速率Pn、蒸騰速率Tr和氣孔導度Gs)及產量和果實品質對不同灌水量(I1: 100%ETc,、I2: 75%ETc,、I3: 50%ETc、I4: 25%ETc,,ETc是作物蒸發(fā)蒸騰量)的響應規(guī)律,。2a試驗結果表明:與I1相比,I2不會明顯降低桃樹液流速率,、Pn和產量并可獲得較高的水分利用效率(WUE),,2a分別平均提高6.2%、7.7%,,而I3和I4雖然有較低的Tr和較高的WUE,,但其Pn和產量顯著下降,分別降低9.2%,、21.4%和16.9%,、42.5%。不同灌水量對口感風味,、維生素C,、糖酸比、單果質量和產量產生了極顯著的影響(P<0.01),,其中I2較I1 2a分別提高了2.2%,、4.5%、24.4%,、28.8%,、-2.3%和5.9%、3.2%,、26.5%,、9.3%,、0.4%。不同灌水量對果實個數(shù),、著色度,、硬度和可滴定酸產生了顯著的影響(P<0.05),其中I2較I1 2a分別提高了-24.1%,、85.7%,、22.1%、12.1%和-8.1%,、40%,、28.8%、-2.7%,。不同灌水量對果實含水率影響不大,,虧缺灌溉(I2、I3,、I4)均提高了果實品質,。由此可見,75%ETc虧缺灌溉是桃樹在產量,、水分利用效率和果實品質上最好的灌溉量,。
2014, 45(12):181-186. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.027
摘要:以2012—2013年田間對比試驗為基礎,深入探討了不同覆蓋耕作模式對春玉米根冠比,、根系時空分布,、地上生物量、產量及水分利用效率的調控效應,。試驗設置4個覆蓋處理(淺松覆蓋,、條帶覆蓋、殘茬覆蓋,、免耕全覆蓋)及對照傳統(tǒng)耕作處理,,分別在拔節(jié)期和收獲期取樣觀測,并采用SPSS統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行顯著性分析,。結果表明:各覆蓋耕作模式對根系,、地上生物量及根冠比具有前控后助效應,且拔節(jié)前期影響顯著,。此外拔節(jié)前期免耕全覆蓋長勢不如對照,,但拔節(jié)后期4種覆蓋模式地上生物量平均高于對照1.56%~5.48%;根質量密度平均高于對照15.10%~32,36%,,根冠比平均高于對照10.38%~32.74%,。產量與水分利用效率分別平均高于對照3.79%~12.40%和4.22%~12.31%。其中淺松覆蓋處理在玉米根系形成,、增產及水分利用效率等方面效果最佳,,適宜北方寒旱地區(qū)推廣,。
2014, 45(12):187-193. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.028
摘要:利用地溫相對恒定,、受外界環(huán)境影響較小的特點,,在全封閉溫室內采用溝式栽培法,根據(jù)蒸騰量進行補充灌溉,,營造適宜作物生長的條件,,研究不同溝深栽培條件下溫室內環(huán)境因子的差異及其對小白菜蒸騰速率、產量和水分生產率的影響,。結果表明:高溫環(huán)境下,,0.7m和0.9m深度處理的溫度較溫室內對照CKi有明顯的降低,最大溫差大于20℃,;光照強度隨著溝深的增加而減弱,,但0.9m深度處理的光照強度仍能滿足光合作用的需求;空氣相對濕度基本保持在25%~75%之間,,適宜植株生長,;水分生產率的大小在各處理中表現(xiàn)為0.9m>0.7m>0.5m>0.25m>CKi>CKo。高溫季節(jié)0.7m和0,9m的深度更適宜小白菜的生長,。溝式栽培法可解決全封閉溫室的高溫,、高濕問題,同時可提高作物水分生產率,。
魏新光 , 陳滇豫 , Liu Shouyang , 汪星 , 高志永 , 汪有科
2014, 45(12):194-202,315. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.029
摘要:對棗樹樹體進行梯度修剪,,采用熱擴散探針(TDP)液流監(jiān)測系統(tǒng)和中子水分儀對棗樹的蒸騰和土壤水分進行同步動態(tài)監(jiān)測,通過2年連續(xù)監(jiān)測發(fā)現(xiàn):修剪對棗樹不同時間尺度上的蒸騰均有顯著影響,。修剪可以顯著降低棗樹開花坐果期和果實膨大期的樹體蒸騰,,降低對土壤水分的消耗。與對照處理相比,,輕度,、中度和重度修剪的棗樹全生育期蒸騰總量分別下降31.7%、52.0%和68.6%,。通過線性和非線性的分析方法,,分析了蒸騰和樹體規(guī)格指標之間的關系,構建了自然降水量和修剪目標產量的數(shù)學模型,。提出適宜的陜北棗林可持續(xù)經營的目標產量為1,2×104kg/hm2,,適宜的節(jié)水型修剪調控樹體指標為冠幅體積和新稍長度。
2014, 45(12):203-208. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.030
摘要:通過不同鉛濃度下小白菜根際土壤微生物數(shù)量,、硝化和反硝化速率及呼吸速率等特征的研究,,揭示鉛污染對植物根際微生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)安全性的影響。結果表明,,隨著鉛濃度的增加,,細菌,、真菌和放線菌數(shù)量均呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢,峰值所對應的鉛濃度分別為300,、300和600mg/kg,,3種微生物的耐鉛能力為真菌>放線菌>細菌。土壤硝化和反硝化細菌數(shù),、硝化和反硝化速率及呼吸速率也隨著鉛濃度的增加先升后降,,各指標峰值所對應的鉛濃度均為300mg/kg;硝化速率與硝化細菌數(shù),、反硝化速率與反硝化細菌數(shù)及土壤呼吸速率與微生物總數(shù)決定系數(shù)分別為0.6847,、0.8511和0.6843,均顯著正相關,。研究發(fā)現(xiàn),,當土壤鉛濃度達到或超過1200mg/kg時,小白菜根際微生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)顯著的微生物群落結構和功能退化,。
2014, 45(12):209-214. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.031
摘要:利用主動遙感光譜儀GreenSeeker進行棉花的氮素營養(yǎng)診斷,,建立棉花冠層歸一化植被指數(shù)(NDVI)的氮素追肥推薦模型,實現(xiàn)棉花氮素的精準管理,。利用2011—2012年不同氮肥處理的田間試驗數(shù)據(jù),,建立棉花冠層NDVI與施肥量、NDVI與產量的定量關系,,結合氮肥效應函數(shù)建立光譜氮素推薦模型,,并利用2013年的獨立試驗數(shù)據(jù)進行田間驗證。結果表明:總體上施氮量增加棉花冠層NDVI值增大,,但當?shù)试黾拥揭欢繒rNDVI值不再增加,,在棉花盛蕾期、花期,、盛鈴期和初絮期,,隨著氮肥施用量的增加,棉花NDVI值均呈線性增加的趨勢,;全生育期最佳施氮量為294.7kg/hm2,,棉花盛蕾期、花期,、盛鈴期和初絮期NDVI臨界值分別為0.695,、0.833、0.881和0.809,;NDVI每低于臨界值0.001單位所需施肥量分別為0.24,、0.91、1.11和0.16kg/hm2,。經田間驗證,,在保證產量的前提下,,光譜推薦可減少施肥量,縮小地力之間的差異,,達到按需施肥的目的,。
葉回春 , 黃珊瑜 , 張世文 , 張立平 , 黃元仿 , 黃亞捷
2014, 45(12):215-223. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.032
摘要:以北京地區(qū)土壤有機碳(SOC)為目標變量,對比4種不同采樣密度下SOC質量比空間變異的結構變化以及在不同采樣密度下不同空間預測方法對SOC質量比空間預測不確定性方面的表現(xiàn),。結果表明,,SOC質量比關于地形因子的趨勢屬于宏觀趨勢,,以低采樣密度的趨勢擬合效果最優(yōu),;隨著采樣密度的增加,SOC質量比及其去趨勢后殘差的系統(tǒng)內部隨機變異逐漸增強,,結構變異逐漸減弱,,變異函數(shù)的分布也越平穩(wěn),空間預測的不確定性也逐漸減小,。另外,,變異函數(shù)的變程可能也影響空間預測的不確定性;增加采樣密度和引入地形因子輔助的回歸克里格法均可以提高北京地區(qū)SOC質量比的預測精度,;在預測精度不降低的情況下,,引入地形因子輔助可以在一定程度上減少采樣的數(shù)量。
張全國 , 張丙學 , 蔣丹萍 , 李亞猛 , 荊艷艷 , 路朝陽
2014, 45(12):224-228,261. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.033
摘要:利用王草,、象草,、柳枝稷、紫花苜蓿這4種常見能源草的纖維素酶酶解液作為產氫底物,,對其光合生物制氫性能進行了實驗研究,,以累積產氫量和產氫速率為考察指標,對比了不同類型能源草的產氫能力,,并利用修正的Gompertz方程對產氫過程進行回歸分析,驗證了能源草作為光合制氫原料的技術可行性,。結果表明,當產氫工藝條件為光合細菌接種量30%,、溫度30℃,、光照度2000lx、發(fā)酵時間120h時,,紫花苜蓿產氫性能最好,,王草次之,而象草和柳枝稷的產氫性能較差,。王草,、象草、柳枝稷和紫花苜蓿的累積產氫量分別為75.3,、27.2,、26.1和81.6mL,,最大產氫速率分別為7.83、3.5,、4.33,、14.75mL/(h?L)。
潘君廷 , 邱凌 , A.A.M.Hassanein , 郜天磊 , 梁勇
2014, 45(12):229-233. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.034
摘要:在(35±1)℃條件下,,采用序批式厭氧消化工藝進行了L9(33)正交試驗,,以生物炭添加量、生物炭粒徑和接種量為因素探索生物炭添加對雞糞厭氧消化產氣特性影響,,得出了雞糞添加生物炭厭氧消化產氣的最佳工藝組合,。結果表明,各因素對雞糞厭氧消化產沼氣特性的影響從大到小依次為:生物炭添加量(極顯著),、生物炭粒徑(不顯著),、接種量(不顯著)。最佳處理組合總固體產氣率為345.96mL/g,,揮發(fā)性固體產氣率為420.62mL/g,,比對照組提高了45.24%。生物炭粒徑對甲烷體積分數(shù)有極顯著影響,。
2014, 45(12):234-240. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.035
摘要:以HZSM—5分子篩為催化劑,,在兩段式反應器上對油菜秸稈真空熱解產生的蒸氣進行了在線催化提質研究??疾炝舜呋瘻囟?、催化劑用量和HZSM—5硅鋁比對產物產率的影響;并以油相產物產率為指標,,采用響應面法對工藝參數(shù)進行了優(yōu)化,,并對在最優(yōu)條件下制取的油相和水相產物進行了理化特性分析。研究結果表明,,催化溫度,、催化劑用量和硅鋁比對產物產率影響顯著;獲得最高油相產率的工藝參數(shù)為:催化溫度為491.0℃,、催化劑用量為33.2g(生物質與催化劑質量比為0.301),、硅鋁比為53,此時,,油相產率達9.80%,,與預測值9.90%較為接近;油相產物的H/C摩爾比,、pH值和高位熱值分別為1.518,、5.15和33.80MJ/kg,可用作動力機械燃料;水相產物(干基)的H/C摩爾比和高位熱值分別為1.269和29.69MJ/kg,,同樣具有較高的燃料品質,。
李強 , 翁衛(wèi)兵 , 房殿軍 , 曹淼龍 , 吳堅
2014, 45(12):241-248. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.036
摘要:在公路冷藏運輸車廂內溫度場和速度場協(xié)同控制基礎上,從能量守恒協(xié)同方程和湍流動能方程出發(fā),,設置傳熱工質空氣參數(shù),,探討其速度場和壓力場的協(xié)同性。以溫度均布為評價目標,,從定性角度驗證冷藏車廂內沿縱向截面三場的模擬仿真分布情況,,并分別對圓形孔、橢圓形孔和正六邊形孔進氣勻流板的換熱及低阻性能進行數(shù)值模擬比較與分析,。冷藏廂內進氣道采用橢圓形孔進氣勻流板后,,在滿載過程廂內溫度沿廂體寬度方向的最高溫度由2.53℃降為1.27℃,溫度標準差由0.642℃降至0.332℃,。結果表明該進氣道的流動阻力較小,,有效減少制冷機組的泵功損耗,,溫度分布更加穩(wěn)定且均勻,,速度場、溫度梯度場和壓力梯度場三場有較好的協(xié)同性,。
2014, 45(12):249-254. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.037
摘要:實驗分離提取楊凌媚麗葡萄新酒中的香氣糖苷,,添加優(yōu)選野生膠紅酵母的糖苷酶液,進行催化水解實驗,,萃取水解生成的品種香氣成分,,進行GC—MS檢測分析。以杏仁β-糖苷酶,、黑曲霉果膠酶,、La Fort商業(yè)果膠酶作催化比較實驗。結果表明,,杏仁β-糖苷酶標準品催化水解生成的游離香氣成分種類和含量最多,,其次是野生膠紅酵母酶液和黑曲霉果膠酶。酶促水解生成的游離成分中,,萜烯類和去甲類異戊二烯化合物能夠賦予葡萄酒果香和花香,,微量的酚酸酯可增加香氣的復雜性,而含量很高的脂肪族類化合物和揮發(fā)性酚類會帶給葡萄酒不良氣味,。因此,,具有中等催化水解香氣糖苷能力的野生膠紅酵母的糖苷酶具有良好的增香釀造應用潛力。
2014, 45(12):255-261. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.038
摘要:以新鮮南美白對蝦為樣品,,利用低場核磁共振技術(LF-NMR)研究超高壓處理對樣品中水分存在狀態(tài)的影響,,并與熱處理樣品進行比較。超高壓處理的壓力范圍為100~600MPa,,保壓時間10min,,傳壓介質溫度25℃,;熱處理溫度分別為40、60和90℃,,處理時間為10min,。試驗結果表明:超高壓處理和熱處理都不同程度地改變了樣品中不同水分狀態(tài)的相對含量和橫向弛豫時間。當處理壓力在100MPa以上或溫度在60℃以上時,,樣品中水分都誘導產生一種束縛力更強的強結合水(弛豫時間位于0.1~1ms),;與樣品持水力緊密相關的不易流動水,其含量受壓力影響較小,,但隨著熱處理溫度的提高而顯著下降,,表明超高壓處理比熱處理能更好地保持樣品的持水性。
趙金紅 , 袁越錦 , 李淑英 , 丁洋 , 聶瑩 , 唐選明
2014, 45(12):262-270. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.039
摘要:以細胞作為傳輸過程的基本單元,,建立了一維質量傳遞和熱量傳遞數(shù)學模型,。滲透脫水質量傳遞模型考慮了不同組分在細胞內、外,,通過細胞膜與胞間連絲的質量擴散,,以及在細胞外空間的集流傳輸。凍結過程的數(shù)學模型建立基于熱平衡方程,,且考慮了相變問題,。通過Matlab軟件有限差分方法求解方程,得到的實驗結果(芒果滲透脫水過程的失水率和增固率,,以及凍結過程的凍結曲線)與模擬結果十分接近,,相對偏差控制在15%之內,從而驗證了模型的有效性,。結果表明:所建立的數(shù)學模型可詳細描述芒果滲透脫水過程中細胞內,、外水和蔗糖的質量濃度分布,以及凍結過程中的溫度變化,。
2014, 45(12):271-276. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.040
摘要:針對畜肉品質光譜檢測中光纖探頭與樣品表面不同檢測距離對預測結果影響較大的問題,,分析了光譜曲線隨檢測距離變化的變化規(guī)律,提出光譜數(shù)據(jù)的校正方法,。通過豬肉嫩度預測,,驗證校正效果。分別采集光纖探頭固定時和光纖探頭與樣品表面檢測點距離在4~18mm變化范圍內的豬肉背肌可見/近紅外光譜,。對每種情況下的光譜數(shù)據(jù)進行相同預處理,,建立豬肉嫩度PLSR預測模型。探頭固定時,,預測集豬肉嫩度預測值和實測值相關系數(shù)為0.82,,均方根誤差為5.82N。五次多項式擬合光纖探頭與樣品表面檢測點距離在4~18mm范圍內380~1.050nm各個波段的相對光譜數(shù)據(jù),擬合相關系數(shù)R均大于0.999,,均方根誤差在0.0187~0.2422范圍內,。利用擬合方程校正后的光譜數(shù)據(jù)和最優(yōu)嫩度預測模型對預測集進行預測,光纖探頭與樣品表面檢測點距離在4~17mm范圍內時預測集嫩度預測值和實測值的相關系數(shù)在0.83~0.90之間,,均方根誤差在4.80~5.75N之間,。結果表明:對不同光纖探頭與樣品表面檢測點距離采集的漫反射光譜數(shù)據(jù)進行校正,能夠較好地克服光纖探頭與樣品表面檢測點距離對豬肉嫩度預測模型的影響,。
2014, 45(12):277-293. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.041
摘要:農業(yè)是遙感技術應用最重要和廣泛的領域之一,,本文回顧了遙感技術在國內外農業(yè)研究與應用中的進展,概括和總結了農田輻射傳輸機理及作物參量遙感反演,、作物遙感分類與識別,、農田養(yǎng)分遙感與變量施肥決策、作物產量與品質預測,、農情遙感監(jiān)測與預報,、農業(yè)遙感監(jiān)測空間決策支持系統(tǒng)6個主要研究與應用方面。在此基礎上,,針對農業(yè)遙感技術面臨的問題與發(fā)展趨勢,,指出了農業(yè)遙感技術今后的重點發(fā)展方向。
2014, 45(12):294-300. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.042
摘要:對現(xiàn)有爬峰法利用高分辨率遙感影像分割進行樹冠提取時存在的問題進行直方圖壓縮和基于類的二次合并兩方面的改進,,并將改進后的爬峰法在Matlab平臺上模擬實現(xiàn),。以QuickBird影像為基礎數(shù)據(jù)源提取單木樹冠,分析樹冠面積提取精度,,驗證改進爬峰法對高分遙感影像樹冠分割的可靠性。研究結果表明:實驗樣本精度均達到85%以上,,與傳統(tǒng)目視解譯精度比較相差較少,,滿足應用需求。
2014, 45(12):301-307. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.043
摘要:利用遙感數(shù)據(jù),,以陜西,、甘肅兩省為例,探討了冬小麥不同生育期內不同等級的長勢狀況及其與氣溫,、降水,、日照等氣象因子的相關性。將冬小麥的生長發(fā)育過程分為7個不同的生育期,,借助植被指數(shù)NDVI,,利用GIS空間分析方法,分析了不同生育期內作物生長發(fā)育動態(tài)變化狀況,;探討了2011—2012年不同生長發(fā)育期內,,不同等級的冬小麥長勢狀況與同生育期、前一生育期及生育期內累計溫度、降水,、日照時數(shù)等氣象因子的相關性,。結果表明,2011—2012年,,陜西,、甘肅兩省冬小麥長勢在空間上呈現(xiàn)越冬前較好,越冬期略變差,,之后恢復變好的狀況,,但同時存在時空分布差異。相關分析結果表明,,就平均來說,,無論冬小麥長勢狀況如何,冬小麥長勢和累計降水之間的相關性都大于同期和前一生育期的相關性,,顯示了降水在冬小麥整個生育期內的重要性,;溫度對冬小麥的影響根據(jù)冬小麥長勢等級的不同而不同;日照方面,,不論冬小麥長勢等級如何,,各種不同等級的長勢都和累計日照時數(shù)相關關系最大。研究同時表明,,長勢好和長勢差的冬小麥對降水較為敏感,,而溫度在整體上對長勢正常的冬小麥影響較大。
何誠 , 張思玉 , Matteo Convertino , 周愛民 , 洪芳霞
2014, 45(12):308-315. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.044
摘要:提出了一種基于方格網法測算樹冠體積的方法,。研究利用免棱鏡全站儀獲取樹冠點云數(shù)據(jù),,建立樹冠表面特征點的坐標方格網,根據(jù)方格網法計算土方量的原理來求算樹冠體積,,通過傳統(tǒng)經典模型人工方法,、三維激光量測法與本文算法,分別計算實驗區(qū)域研究對象的體積,,將結果進行對比分析,,本研究提出的算法平均相對誤差為4.13%,平均準確度為95.97%,,且在置信度0.05下樹冠體積的計算值與實測值之間的差異性為不顯著,,結果完全滿足計算精度,其計算耗時只有傳統(tǒng)人工量測法的1/3,,成本為三維激光掃描的2%,,降低了成本且提高了效率。
馬本學 , 高國剛 , 王寶 , 呂琛 , 張巍 , 朱榮光
2014, 45(12):316-322. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.045
摘要:為研究哈密瓜表面紋理特征分布規(guī)律,,采集金密16號9成熟,、全熟和金密17號9成熟,、全熟共168幅哈密瓜樣本圖像,對RGB彩色圖像的R,、G,、B分量執(zhí)行代數(shù)運算,轉換為灰度圖后進行背景分割,,然后利用雙樹復小波變換(DT—CWT)分解圖像,獲取高頻子圖像,并對其執(zhí)行鄰域操作,,采用迭代法選取最優(yōu)閾值完成紋理提取,最后利用灰度差分統(tǒng)計法和紋理頻譜分析法描述分析哈密瓜紋理特征,,建立基于支持向量機(SVM)的分類模型,。研究結果表明,利用DT—CWT和鄰域操作相結合的方法可得到更加連續(xù),、完整的哈密瓜紋理圖像,;4種哈密瓜的紋理特征值差異顯著,利用紋理特征值分類準確率為893%,;哈密瓜表面紋理無周期性,。
2014, 45(12):323-328. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.046
摘要:針對人工測量低效,重復性差且無法同時獲取多個參數(shù)的問題,,提出稻穗結構圖像特征測量方法,。首先人工測量稻穗一次枝梗長度和每穗籽粒數(shù),發(fā)現(xiàn)二者具有顯著相關性,;采用圖像處理方法提取稻穗圖像面積,、一次枝梗長度特征,并分別分析二者與籽粒數(shù)的相關關系,。試驗結果表明,,面積、一次枝梗長度特征與籽粒數(shù)的相關系數(shù)在0.90以上,,預測籽粒數(shù)的最大誤差平均值為7.90%,,說明稻穗形態(tài)特征的圖像提取方法可行有效,面積,、一次枝梗長度均能用來表達或替代稻穗籽粒數(shù)特征。
劉永華 , 沈明霞 , 熊迎軍 , 劉勇 , 高菊玲 , 金文忻
2014, 45(12):329-334. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.047
摘要:為了減少溫室WSN系統(tǒng)傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸次數(shù),,提出基于兩級預測的溫室WSN系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方法,。首先,引入萊特準則進行序列異常值檢測,,研究并提出了便于節(jié)點實時計算的序列方差滑動遞推計算方法,。其次,分別在傳感器節(jié)點和服務器建立一階分段線性回歸方程并結合自適應加權算法形成兩級預測模型,,設定傳感器節(jié)點僅在預測誤差超過設定閾值時上傳實際采集值,,其他時刻服務器自動觸發(fā)線性回歸模型預測填充該部分數(shù)據(jù),。同時,結合溫室環(huán)境自動控制的特點,,研究了一種基于拋物線的可變誤差閾值確定方法,。試驗表明:分段一階線性回歸模型能夠在規(guī)定誤差閾值內逼近系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)曲線,利用兩級預測算法無線傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送次數(shù)可減少93%(誤差閾值為0.9),。
2014, 45(12):335-340. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.048
摘要:以Venlo溫室內溫度場為研究對象,,提出了一種基于計算流體動力學(CFD)非穩(wěn)態(tài)模擬模型的預測控制方法。CFD模型作為虛擬溫室環(huán)境,,將其非穩(wěn)態(tài)模擬產生的時間序列數(shù)據(jù)代替真實的物理試驗數(shù)據(jù),,結合系統(tǒng)辨識理論將CFD模型轉換成基于數(shù)據(jù)的系統(tǒng)控制模型,實現(xiàn)基于CFD的溫室溫度預測控制,。仿真結果表明,,基于CFD的預測控制實現(xiàn)溫室溫度控制的平均偏差為2.65℃,標準偏差為3.27℃,,可將室內溫度平穩(wěn)有效地控制在作物生長允許的溫度范圍內,。系統(tǒng)辨識、控制算法和CFD技術的結合,,提高了控制器設計的效率,,豐富了溫室控制系統(tǒng)的設計方法。
侯悅民 , Michel van Tooren , 季林紅
2014, 45(12):341-347. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.049
摘要:在系統(tǒng)層次研究設計的一般規(guī)律,,以典型機構為實例,,討論結構演變過程,用宏觀序參量加以描述,,并通過設計機器人動作規(guī)劃實現(xiàn)序列序參量運算,,通過機構設計實例加以驗證;用協(xié)同學序參量的概念描述行為—結構映射過程,,揭示行為—結構映射的內在規(guī)律,,在此基礎上,進一步提出用設計機器人(D-Robot)執(zhí)行序參量運算實現(xiàn)自動設計和分析,,以實現(xiàn)往復運動行為的機構設計為例驗證了方法的有效性,。提出D-Robot通用模版,并以此為框架編制凸輪機構設計和分析D-Robot動作規(guī)劃,,實現(xiàn)了凸輪機構設計和分析自動設計,。輸入條件是從動件尖端運動軌跡,輸出包括凸輪理論和實際廓線,、速度和加速度運動分析,、凸輪力分析、動平衡,、速度波動及飛輪設計,、運動模擬及設計分析報告,。
2014, 45(12):348-354. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.050
摘要:以含中間支鏈的3自由度3-PUS-UP并聯(lián)機構為研究對象,充分考慮驅動支鏈,、串聯(lián)約束支鏈及末端平臺伴隨運動的影響,,利用封閉矢量法求解位置逆解,建立并聯(lián)驅動部分的雅可比矩陣,;采用D—H法建立中間UP串聯(lián)約束支鏈的雅可比矩陣,。結合驅動方程和約束方程的關系,構建了3-PUS-UP并聯(lián)機構完整的雅可比矩陣,,建立該機構的運動學模型,,通過仿真驗證了雅可比矩陣的正確性;引入運動靈巧性和機構剛度性能指標,,并繪制運動靈巧性和機構剛度在工作空間中的分布圖譜,,研究機構的運動靈巧性和機構剛度在整個工作空間的分布情況,建立了該機構基于運動學靈巧性的最優(yōu)工作區(qū)域,。研究表明,,該3-PUS-UP并聯(lián)機構具有良好的運動靈巧性與剛度性能。
2014, 45(12):355-361. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.051
摘要:針對月壤鉆采任務,,基于離散元月壤模型,,分析了硬質管取芯與軟袋取芯2種取樣方式的層理保持特性,提出了曲面斜率法描述月壤樣品的層理信息,。該方法能夠通過擬合曲面直觀反映隨鉆深分布的各層月壤樣品變形情況,,并能夠定量描述各層樣品輕微擾動部分與層理破壞部分的分界范圍,以及層理破壞趨勢與程度,。分析結果表明:取樣袋能顯著保護樣品的層理信息,,而硬質管取芯對外側月壤樣品層理破壞嚴重,且破壞層數(shù)較多,,但層理破壞較輕微的樣品直徑范圍與有取樣袋工況差別不大,。此外,2種工況下,,表層月壤樣品層理信息均破壞嚴重,,說明了表層月壤具有較強的隨動性。
2014, 45(12):362-366. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.12.052
摘要:基于光電原理,,提出了一種利用輸出電壓的變化規(guī)律來準確測量深孔直線度的方法,。分析了光電探測器發(fā)生平移運動和旋轉運動時造成的實際孔心的變化規(guī)律?;谧钚《嗽恚茖Я松羁字本€度與輸出電壓的關系,,為深孔直線度光電測量提供了理論基礎,。利用光電測量原理,,設計了一種具有自定位功能、實時顯示深孔直線度誤差的光電測量裝置,,可實現(xiàn)深孔直線度的無損自動檢測,。
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