系统动力学软件STELLA在荒漠化模拟中的应用

STELLA软件是生态建模中一个强有力的模拟软件,它是构造系统模型和模拟复杂系统动态关系和过程的得力工具,可用于预测某特定的生态系统在不同条件下的变化行为和趋势。利用隆德大学Ulf Helldén教授在STELLA软件环境下开发的耦合荒漠化模型(LU-CDM)对奈曼旗的土地荒漠化进行分析与模拟,结果表明:1960～1990年间,奈曼旗的生产力系统承受着巨大的压力,自20世纪90年代初开始,奈曼旗的生产力系统开始恢复,这是由于增加耕地的有效灌溉面积、使用化肥、禁牧、植树造林等荒漠化治理活动引起的。     

TGNET和SPS在甬台温输气管道设计中的比较

结合甬台温输气管道,分别从建模、有效性检验、工况运行和结果读取4个方面定性分析TGNET和SPS软件在管道工程设计应用中的异同,对多气源管道的稳态动态模拟、最大储气能力和最大输气能力进行计算,并对结果进行定量比较.在相同设置、相同参数的情况下,两款软件的计算结果相近,但又各具特点:TGNET通过实物建模,操作简单、易于掌握,适用于稳态模拟和简单动态模拟;SPS可采用实物和文本编程两种方式建模,其Intran文件逻辑编辑功能强大,并可分段导入中线成果数据,生成断面线,可以随时查看运行结果、调整输入参数,交互性能好.基于此,提出建议:当需要中线成果数据导入及进行动态模拟时,特别是需要模拟多种逻辑控制的复杂管网,SPS明显优于TGNET,在其他情况下,宜采用操作简单的TGNET软件进行工艺计算.     

虚拟城市小区构建方法

目前国内外虚拟城市建设主要采用现有建模软件,如3DMAX、AUTOCAD等软件,这些建模软件的模型,一般都数据量较大,模型类型固定,操作起来不灵活.本文主要综述了城市小区虚拟三维建设中各种自定义模型的建模思想和方法,以及自定义模型的特点.论述了三维建模中几大部分,地形建模、房屋建模、各种实体建模以及现有模型的导入,对其中涉及到的几何原理和关键技术进行了论述,对场景漫游的各种各样形式进行了详细表述.     

西南成品油管道输送模拟软件

针对西南成品油管道距离长、站场多、工艺技术较复杂、施工难度较大的特点,研制开发了西南成品油管道输送专用模拟软件,介绍了该模拟软件的理论依据和算法、软件的功能及结构,并在西南成品油管道一期水联运中进行了实际模拟.应用分析表明,模拟结果与实际数据之间的误差在许可范围内,可以为管道的日常运行提供技术支持.     

非线性动态生态系统的完备集结

集结理论是一种研究宏观生态和环境大系统建模和模拟的重要方法。本文中,作者根据生态学中的集结研究成果及自动控制理论,讨论了集结变量和功能的一般原则,以及非线性生态系统建模中完备集结的充要条件;并以若干文献实例支持了作者的结论。     

Pro/E软件在机械教学中的应用

主要阐述Pro/E软件在机械教学中的应用,以及在教学中引入Pro/E软件的意义,它不仅可以提高学生的实践操作能力,还能提高学生的空间想象力.学生在毕业设计中也可以使用Pro/E软件对产品进行建模仿真运动演示等操作,提高学生毕业设计的层次.最后,强调了学校开设相关的计算机辅助设计软件的必要性,它是现代大学生必须掌握的一项技能.     

水稻根系三维建模及可视化方法研究进展

根系是水稻获取养分的主要器官,水稻根系三维建模及可视化有助于进一步了解其根系的形态、结构和功能。随着计算机视觉和非侵入性技术的不断发展,根系形态和功能研究已进入数字化和可视化的阶段。近年来许多研究者分别从制作出土根系手绘图、计算机断层扫描(CT)等非侵入性技术、数学建模以及仿真模拟等方面推进水稻根系三维建模及可视化的研究。根系数据的获取是三维建模的有效前提,根据是否破坏根系原有生长环境,根系数据探测被分为破坏性探测和原位探测两类,本文对比分析了两种探测方式的方法和特点。从人工观察测量、机器视觉、光学仪器或断层扫描的三维数字化等方面对水稻根系的三维建模进行了阐述,总结了水稻根系三维建模及可视化的研究进展,并对当下主流三维重构技术进行分类和对比,总结了不同根系三维重构方法在重建效果、成本、操作水平等方面的优劣势。此外,由于根系生长在复杂多变的土壤环境中,不同时期根系的生长发育受土壤紧实度,水分、养分分布等因素的影响而存在差异,且受限于土壤的不透明和不稳定性,更多水稻根系的三维建模研究主要停留在根系基本指标与非环境因素(如土层深度、时间)的统计拟合及单环境因子对水稻根系生理生态的影响上,而根系与多环境因子动态交互方面的研究较少。在高度非结构化的根系数据处理困难的情况下,探究水稻根系与环境的动态转化过程及根系生长与多环境因子的定量关系模型将成为未来根系三维建模研究的重要方向,为构建更具真实意义的可视化模型提供基础。     

虚拟企业建模的对象类分析与过程模型研究

虚拟企业具有可重构、可复用和可伸缩的特性,构建虚拟企业优化模型是分析虚拟企业管理的关键步骤之一.面向对象的建模技术是一种有效方法,它使技术人员能更好地参与建模过程.在分析了虚拟企业建模的分层对象类的基础上,以一个机械制造虚拟企业为例,用Rational Rose建模软件构建了其可视化的用例模型.     

空调房间负荷诊断探析

空调房间负荷形成本质上是一个热量传递和交换的过程,空调房间的负荷还要受到以前房间和环境状态的影响。要分析影响空调房间负荷的各因素,通过房间负荷仿真的方法较为合适。笔者通过分析EnergyPlus建模仿真软件的仿真原理,给出了基于EnergyPlus建模仿真的空调房间节能运行诊断方法。     

城市园林绿化与可持续发展

随着社会经济的发展,城市中的环境问题日益突出,城市环境与人们的工作、生活密切相关,直接影响人们的身心健康.城市园林绿化是城市生态的一个重要系统,它在保持整个城市的生态平衡方面起积极作用,是实现城市可持续发展战略的重要生态措施.笔者通过多年的实践经验,总结了城市园林绿化可持续发展的必要性,及实施城市园林绿化可持续发展的重要措施.     

虚拟现实技术及其在农业上的应用

虚拟现实（VR）技术被视为21世纪的高新技术。本文概述了虚拟现实技术的概念、内涵、构成、相应的编程软件及其发展，并从科研实验，农机设计制造、教育与农技推广、农业生态景观模拟几个角度论述了虚拟现实技术在农业上的应用。     

基于LabVIEW和Multisim的电子电路虚拟实验室

运用LabVIEW虚拟仪器图形化编程平台开发与电子电路类实验有关的虚拟仪器,主要包括虚拟示波器、虚拟信号发生器、虚拟频谱分析仪。利用在线实验指导学生使用Multisim 10电路仿真软件开发模拟电子技术和数字电子技术实验仿真程序。在计算机上建立了虚拟电子实验室,弥补了硬件环境下实验教学的不足,改进了电子电路课程实验教学的教学质量。     

两种自然保护区设计方法——数学建模和计算机模拟

传统的自然保护区设计方法是打分法和Gap分析法,这两种方法简单易行但可靠性不高;地理信息系统(GIS)在保护区设计领域的应用也为人熟悉。关注近年来快速发展而国内使用不多的两种方法——数学建模和计算机模拟。数学建模主要用来从一组备选地块中选择一部分组成自然保护区,包括线性和非线性模型,用启发式算法或最优化算法求解。启发式算法具有速度快、灵活等优点,但解通常不是最优的,不能保证稀缺资源的最优化利用。最优化算法运算效率低,变量较多比如数百时就可能遇到计算困难,但解是最优的。预计两种算法都将继续发展。计算机模拟主要用于保护区评价、功能区划分、预测特定环境比如空间特征和气候变化对物种的影响等,多用启发式算法,与其它软件结合把结果以图画显示出来。两种方法特别是计算机模拟均要求保护区设计者有较强的专业知识。讨论了两种方法面临的问题和新的研究方向,至少包括:1)基础数据依然需要完善;2)一些新的因素比如动态性和不确定性如何在模型中考虑并与其它因素结合;3)气候变化预景下模拟参数如何评估和调整;4)如何协调保护与发展的关系;5)方法的实际应用需要研究者与决策者之间建立交流机制;6)多领域专家和相关利益方应有机会参与保护区设计。     

基于本体的作物系统模拟框架构建研究

 【目的】研究作物系统模拟框架（CSSF）可以为构建作物生长模型及设计可重用的作物系统模拟软件提供基础框架。【方法】将本体技术应用于作物模拟模型领域,以作物生长的基础生理生态过程为主线,基于仿真本体和作物模拟本体,综合分析与提炼稻麦棉油等作物的建模流程、生长模拟模型算法及模型参数中的共性概念及概念之间的相互关系,构建了CSSF。【结果】CSSF包括作物建模外部知识框架（CMOKF）和作物模型内部知识框架（CMIKF）,其中CMOKF提炼了作物系统受时间、空间和自然环境共同驱动的共享特征,CMIKF描述了生育期、生物量积累、干物质分配与产量形成、器官建成、作物-土壤水分动态和养分平衡等作物模型组分与模型算法的共性特征。【结论】CSSF实现了作物建模概念、流程、结构和方法的知识级共享,对设计可重用的作物模型软件体系结构具有指导作用。     

忆阻器Simulink建模和图形用户界面设计

研究了惠普忆阻器的电荷控制和磁通量控制模型,构建了忆阻器的Simulink模型,给出了相应的仿真结果.设计了一种基于MATLAB的图形用户界面,能直观地展示忆阻器特性.通过该界面,可以选择或设定输入电压的类型、参数及忆阻器模型的参数,简单方便地观察对应的输出结果,为人们更直观地学习和研究忆阻器提供一种有效的方法.     

基于知识图谱的土壤中抗生素研究进展分析

为了解当前国际上关于土壤中抗生素研究的现状与趋势，以Web of Science核心数据库为基础，借助引文分析软件CiteSpace对1941—2018年的相关研究成果进行了计量学和可视化分析，绘制知识图谱，揭示土壤中抗生素研究的发展和知识结构。结果表明：土壤中抗生素的研究主要经历了起步探索期（1941—1989年）、平稳发展期（1990—2002年）和快速增长期（2003—2018年）三个阶段；该研究方向受到多学科、多领域的广泛关注，跨学科交叉研究将会是后续研究的主要突破点；当前已形成联系紧密的土壤中抗生素研究核心作者群，且中国科学院发文量最多，而美国和德国的研究成果影响力最大；研究热点主要侧重于土壤中抗生素的种类及残留水平分析、环境行为模拟、生态毒性及抗性基因影响与控制等主题。研究表明，土壤中抗生素研究仍存在一些亟需解决的问题，建议结合创新性方法（技术）深入开展土壤中抗生素的研究，切实解决抗生素滥用导致的一系列生态风险和人体健康问题。     

采煤塌陷区生态修复技术研究进展

利用CiteSpace软件梳理当前国内外采煤塌陷研究热点,对国外侧重于矿区环境评价、回填材料更新和地表形态变化等研究,并对我国采煤塌陷区生态修复技术进行分类与评价。现有采煤塌陷区生态修复技术包括:1)土壤重构与地貌重塑技术。该技术从充填材料、土壤重构方式和修复理念上不断创新,未来技术研究向更为高效、绿色和经济转变。2)土壤修复技术。未来应不断扩展复合菌种的筛选与匹配、微生物修复生态风险评价、微生物-植物联合修复技术等研究。3)景观重建技术。该技术模式多样,亟需体系化、全域化和模式化的景观重建技术研究与推广。针对当前研究不足,采煤塌陷区生态修复应在理论研究、创新联合修复手段和修复后监测技术等方面进行改善。     

复杂表面造型及其应用

复杂表面造型是工程设计中经常遇到的问题之一，也是工程设计售货员感到棘手的难题。本文介绍了Ｓｗａｎｓ软件的开发与应用，以实例表明Ｓｗａｎｓ软件是一个功能较强的得杂表面造型软件。     

基于CiteSpace的中国土地生态安全可视化分析

基于2001-2020年CNKI数据库中以土地生态安全为关键词的相关文献,通过CiteSpace软件分别从“研究阶段”“作者”“发文机构”“关键词”“研究前沿”方面对中国的土地生态安全进行分析。结果显示:我国的土地生态安全研究经历了初期探索阶段、快速发展阶段和拓展深化阶段;研究人员之间的合作呈现出整体分散,小聚集形式的特征,区域间的土地生态安全研究不平衡。关键词出现频次最多的是“土地生态安全”,其次为“生态安全”“评价”“土地生态”“PSR模型”。目前对于土地生态安全的研究仍以土地生态安全评价为主,未来应引入更多模型来深化预警预测、人地协调以及城市生态改善方面的研究。