EM38在黄河三角洲地区土壤盐渍化快速检测中的应用研究

针对目前黄河三角洲地区存在的土壤盐渍障碍问题,以该地区典型地块为研究对象,电磁感应仪EM38检测与田间采样相结合,分析土壤电导率的剖面分布特征,建立磁感式表观电导率与土壤电导率间的回归模型,并对运用电磁感应仪EM38划分土壤盐渍剖面类型进行探讨。结果表明:研究区表层土壤盐分具有较强的表聚性与变异强度,剖面各土层电导率间存在着关联性;土壤电导率与磁感表观电导率EMh、EMv间呈极显著的相关关系和对数相关关系,EMh对浅层土壤电导率的解译精度较高,对深层土壤电导率、EMv的解译精度要高于EMh;利用电磁感应仪EM38可将研究区土壤盐渍剖面准确划分为表聚型、底聚型与均匀型三种类型,其中表聚型与底聚型是研究区最主要的盐渍剖面类型,进一步的统计分析证明了采用电磁感应仪EM38对土壤盐渍剖面的分类结果具有较高的精度与可信度。该结果对研究黄河三角洲地区土壤盐渍化的发生机理、预测与评估该地区土壤盐渍化的发生发展具有重要参考意义。     

A Receiving Surface of Perturbative Photon Fluxes in Interaction Between Gravitational Waves and EM Fields

According to Electrodynamics in curved spacetime, the interaction between gravitational waves (GW) and electromagnetic (EM) fields will produce perturbative electromagnetic fields. In a special EM system, namely, a Gaussian beam (Gb) propagating through a static magnetic field, the photon flux along the direction of the electric field of the Gb will be only a pure perturbative photon flux,when a GW propagates along the symmetric axis of a Gaussian beam. Detailed alanysis and calculation of the photon flux along several typical surfaces are performed, and a possible optimum plane which can receive perturbative photons up to 10~4s~(-1) is proposed. It is possible to provide an important method to detection of GW.     

笼型异步磁力耦合器机械特性与试验

为有效解决目前机械传动系统中选用电机时功率裕度过大而普遍存在的能源利用效率较低问题,提出一种基于三相异步电机鼠笼转子的异步磁力耦合器(squirrel cage asynchronous magnetic coupler,SCAMC)。结合SCAMC具体结构特点,采用标量磁位法及二维场边界条件,建立气隙磁场数理模型;在气隙磁通密度中引入时间变量,推导出感生电流随时间变化的表达式;基于电流叠加性,将笼条电流折算到转子表面,并沿圆周方向对感生电流所形成的洛伦兹力进行积分,建立了SCAMC的电磁转矩模型。基于上述理论及技术基础,设计并制造出一台37 k W SCAMC样机,并对其机械特性进行理论计算、仿真验证及试验测试。结果表明:转差率相同时,所得的仿真及试验数据与理论计算值相比,误差不超过5%;SCAMC与同容量的三相异步电机相比,线性工作区更宽,过载能力更强,但其机械特性偏软,可有效缓解负载对电机的冲击。该研究可为磁力耦合器在大惯量、难启动及经常性过载机械设备中的应用提供参考。     

高速电磁阀电磁力近似模型的构建与分析

为提高高速电磁阀动态响应速度,采用近似模型方法,以建立电磁阀多物理场零维近似耦合模型,实现其性能高效预测及优化。首先创建了柴油机电控单体泵高速电磁阀电磁力有限元计算模型,并通过与试验对比验证了模型的精度。结合面中心复合设计、嵌套中心复合设计、最优拉丁超立方设计与二次多项式响应面模型、Kriging模型、径向基函数模型,构建了18组电磁力近似模型。分析了不同样本点集大小、试验设计方法及近似方法对近似模型精度的影响。得出近似模型的精度随着样本点集的增大并非呈现单调递增的关系;而最优拉丁超立方试验设计与Kriging模型、径向基函数模型具有良好的适应性。构建高速电磁阀工作气隙、驱动电流、线圈匝数、副磁极半径、衔铁厚度、衔铁半径等关键参数的电磁力近似模型最佳方案是最优拉丁方试验设计与Kriging模型的组合,样本点集大小为二次多项式响应面模型所需最少样本点数的1.5倍,模型复相关系数、平均绝对误差、均方根误差值分别为0.97、0.06、0.09。该研究为高速电磁阀多物理场零维近似耦合模型的建立及其优化提供了参考。     

基于小型电磁振动式小麦播种机的UG仿真

针对传统小型小麦播种机的缺点,设计了一种小型电磁振动式小麦播种机。该播种机具有播种质量高、速度快、安全系数大、播种成本低、适应不同田间要求,以及能有效减少能耗等特点。该机田间作业时,可以将开沟、播种、平土一次完成,大大简化了小麦播种时的生产流程,有利于进一步提高播种效率,解放生产力。为此,介绍了小型电磁振动式小麦播种机的整体构造和工作原理,并运用三维软件UG进行运动学分析,真实再现了小型电磁振动式小麦播种机新型开沟器的工作状况。结果表明:小型电磁振动式小麦播种机新型开沟器能够满足工作需求。经过进一步地改进和研究,此机将在播种小麦方面有较大的发展前景,同时对各种开沟器的研制也具有启迪作用。     

电磁场对绿豆萌芽的超弱发光和腺苷三磷酸的影响

本文报道了１０００ｖ／ｃｍ，５００ｖ／ｃｍ静电场和０．１Ｔ，０．２Ｔ恒磁场对绿豆萌芽的超弱发光强度以及腺苷三磷酸含量的影响及其机理。     

运动电磁场的Maxwell方程组-电场与磁场的关系(3)

对运动电磁场的电场强度变量和磁感应强度变量做旋度及散度运算分析，表明除电位移变量项与经典Mexwell方程组的正负号不同外，大多数时变电磁场理论下的Maxwell方程都可以在一定条件下从运动电磁场的Maxweel方程组中导出。但在有些条件下运动电磁场的Maxwell创方程组仍然可以应用，并能得到正确的结果，而经典Maxwell方程组无法应用。这说明用“运动电场具有磁场特性；运动磁场具有电场特性”来描述电场与磁场之间的关系要比时变电磁场理论更符合自然规律。时变电磁场理论的Maxwell方程组是运动电磁场在特殊条件下的特殊形式。所谓时变电磁场可能是运动电磁场在特殊条件下的特殊表现，时变电场与时变磁场之间的相互转化可能是运动电磁场在特殊条件下所表现出的假象，并非电磁场的真正规律。时变电磁场理论的Maxwell方程组作为数学工具在一些领域中可以应用，但作为原理表达式，它们不是每个都正确的，也不是总对的。     

二自由度换挡执行器的电磁场有限元分析

为提高AMT的换挡性能,提出了一种采用直接驱动方式的二自由度换挡执行器。首先对二自由度换挡执行器的结构特征以及工作原理进行了分析研究,然后利用有限元方法,运用Ansoft Maxwell软件对二自由度换挡执行器的直动部分进行二维建模、网格剖分及场后处理等工作,并绘制出了磁力线分布图、磁感应强度云图及气隙磁通密度曲线图等,然后对其进行了简要分析,并以此作为性能优化依据。通过改变二自由度换挡执行器直动部分永磁体的材料,气隙间隔及永磁体排列方式重新对其直动部分进行仿真,并与之前的分析结果进行对比分析。分析结果表明,3个参数的改变,提高了气隙磁通密度,即提高了二自由度换挡执行器的驱动性能。     

基于电磁感应数据的电导率反演模型研究

【目的】土壤盐渍化是限制新疆南部棉花高产的主要因子,准确获取区域尺度土壤剖面盐分信息。【方法】以南疆阿拉尔垦区为研究区,以田间尺度采集的30个不同盐渍化程度棉田的540个样点的0~0.375、0~0.750、0~1.000 m的土壤剖面电导率数据和对应的电磁感应数据为数据源,采用线性模型和非线性模型分别构建了田间尺度和区域尺度的土壤剖面电导率的电磁感应反演模型,并采用缩减建模样本量方法进一步检验了区域尺度模型的可靠性和稳定性。【结果】多元线性回归(MLR)、偏最小二乘回归(PLSR)和主成分回归(PCR)建模方法的田间尺度模型R²在0.88~0.95,而对应的区域尺度模型R²在0.34~0.53。基于随机森林(RF)、神经网络(NN)和支持向量机(SVM)非线性建模方法构建的土壤剖面电导率的区域尺度电磁感应反演模型R²在0.60~0.85,其中RF模型的精度最高。0~0.375、0~0.750、0~1.000 m土壤剖面电导率的RF反演模型R²分别为0.80、0.85和0.84,相较于线性建模方法的区域尺度模型精度有明显的提高。RF区域尺度模型的样本数量由540个缩减到240个,模型精度没有明显变化,表明采用区域尺度模型,可大幅度降低土壤剖面样本采集数量,从而可显著提高采样效率和降低采样成本。【结论】区域尺度下构建土壤剖面电导率反演模型时,随机森林建模方法效果较优,模型预测能力具有较高的可靠性。