丽蚜小蜂寄生对Q型烟粉虱生长发育的影响

为明确丽蚜小蜂寄生对Q型烟粉虱的影响,通过室内饲养观察不同龄期Q型烟粉虱被丽蚜小蜂寄生后的生长发育,并比较了被寄生后烟粉虱若虫的个体大小及死亡率。结果表明,2龄、3龄和4龄烟粉虱若虫被寄生后均能继续发育,2龄若虫蜕皮进入3龄和3龄若虫蜕皮进入4龄的时间与对照间无显著差异,而被寄生若虫的4龄期显著延长。对于同一龄期的烟粉虱若虫,丽蚜小蜂偏向于选择较大的个体寄生,2龄和3龄被寄生若虫发育后期个体比未被寄生个体大,但4龄时被寄生的个体在发育后期略小于未被寄生个体,显示丽蚜小蜂对不同龄期若虫的生长发育影响不同。2龄若虫死亡率为61.64%,显著高于3龄和4龄若虫;4龄若虫褐蛹率最高,为48.84%。表明无论寄生哪一发育阶段的烟粉虱若虫,丽蚜小蜂的寄生均为容性寄生,田间应用丽蚜小蜂防治Q型烟粉虱时在其若虫3~4龄时释放更适宜。     

天然橡胶机械化采收锯切功耗影响因素试验

锯切式割胶是天然橡胶机械化采收的重点研究方向之一,该文以锯切式割胶装置为研究对象,开展锯切功耗影响因素研究。该文设计了天然橡胶锯切功耗测量试验台,研究了锯片直径、锯片齿数、切割电机转速、进给速度对锯切式割胶装置切割功耗的影响。构建了以切割电机转速、进给速度及锯片齿数为因素,以切割功耗为指标的割胶刀具切割功耗影响因素模型,并进行了三因素三水平的正交试验。试验结果表明,各因素对切割功耗影响的主次顺序为锯片齿数、进给速度、电机转速、锯片直径;同时得到在给定因素水平下,切割参数最佳组合为进给速度为30 mm/s、电机转速为500 r/min、锯片齿数为10齿,此时电机切割功耗最小,功耗值为2.597 J。该研究可为天然橡胶机械化采收装置的设计提供参考。     

胺基化磁性壳聚糖微球对苹果渣多酚的吸附条件优化

为分离苹果渣中的多酚物质,研究壳聚糖磁性材料对多酚物质提取的影响。采用化学共沉淀法制得Fe3O4磁核,反相悬浮交联法制得磁性壳聚糖微球,并进行胺基化改性;利用扫描电镜、激光粒度仪对微球进行表征。采用单因素试验和响应曲面法对磁性微球吸附分离苹果渣多酚的吸附条件进行了工艺优化。结果表明:胺基化磁性壳聚糖微球吸附苹果渣多酚工艺参数对多酚吸附率有显著影响,因素影响主次顺序为微球用量>摇床转速>吸附温度;胺基化磁性壳聚糖微球吸附苹果渣多酚的工艺参数为:微球用量0.25g/mL,吸附温度45℃,摇床转速127r/min,吸附率可达81.58%。壳聚糖与Fe3O4磁性物质相结合,对多酚物质具有良好的吸附性能,可以对多酚物质进行快速分离,解析后多酚得率可达78.73%。研究结果为磁性材料吸附分离多酚类物质提供了理论参考。     

井渠结合灌区水资源多目标优化配置模型与应用

将灌区的经济效益和生态环境效益结合在一起综合考虑,在灌区水资源配置时不仅只追求获得最大经济效益,同时尽量将地下水位控制在适宜范围内,以维持地下水资源的采补平衡,实现水资源的可持续利用。按此原则,建立了井渠结合灌区水资源多目标优化配置模型。实例计算表明：应用此模型指导井渠结合灌区的水资源配置可实现真正意义上的地表水和地下水联合运用,提高水资源利用效率。     

风光互补发电系统中混合储能单元的容量优化

通过配置容量合适的蓄电池-超级电容器混合储能单元,可以提高风光互补发电系统供电的连续性和可靠性。该文在风力发电、光伏发电、蓄电池和超级电容器的稳态模型基础上,建立了蓄电池-超级电容器混合储能系统的容量优化模型,提出了混合储能单元的多目标优化函数,并对各种约束条件进行了探讨,采用遗传算法对目标函数进行了求解。通过对算例系统的求解,证明了该文所建模型和算法的正确性。结果表明,该文提出的方法可为风光互补发电系统中混合储能单元的容量优化提供参考。     

基于CFD的棉纤维长度检测装置吸风口结构优化与试验

棉纤维长度是棉花品质检测的关键指标之一。为保证棉纤维检测时处于稳定伸直状态,结合计算流体力学（CFD）和正交试验对自主设计的棉纤维吸风口内部气流场进行数值模拟和优化。通过单因素试验分析吸风口长度、宽度和高度对腔体流场均匀性、气流速度及压力的影响,并通过数值模拟与正交试验优化吸风口参数配置。单因素结果试验表明,较优参数高度为2.6~3.0 mm,宽度为40~60 mm,长度为65~105 mm。确定速度不均匀系数和压力不均匀系数综合加权得分作为评价指标,通过正交优化试验研究影响吸风口内部气流场分布的因素,结果表明,影响气流场均匀性主要因素依次为吸风口长度、高度和宽度。优化后吸风口结构参数组合为：高度2.8 mm、宽度50 mm、长度85 mm。在此组合下,截线A、B、C速度不均匀系数相对于9种试验平均值分别下降0.30、0.33和0.31,压力不均匀系数下降0.13、0.21和0.21,速度和压力综合加权得分最高达到99.979 3和99.688 9。通过对35组棉样图像逐行像素数量对比验证,最优参数组合在3组行区间（每个图像按行划分3组）的占比分别为86.44%、46.77%和10.61%,表现出最佳棉纤维伸直度,且与数值模拟结果一致。研究结果为棉纤维吸风口气流分布评价方法提供参考以及棉纤维长度精准检测奠定了基础。     

基于最小作用力的球形果蔬采摘灵巧手接触力优化

针对末端执行器采摘作用力与果蔬匹配性差,导致损伤率较高、通用性偏低的问题,提出一种基于灵巧手的球形果蔬无损抓取接触力优化方法。分析球形果蔬采摘的分离方案,建立有摩擦无损点接触模型,以采摘期的水蜜桃为研究对象,试验测定指尖材料与水蜜桃的静摩擦因数和无损接触参数。基于旋量理论建立多指灵巧手的运动学模型以及雅可比矩阵,分析果蔬采摘的力平衡约束,构建关节-接触点-果蔬的力位映射模型,提出基于最小作用力的灵巧手抓取规划方法,以采摘水蜜桃为例进行求解分析,基于快速非支配排序遗传算法(Nondominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)实现接触力的多目标寻优。水蜜桃采摘试验结果表明,该方法能实现对半径为2.6～8 cm水蜜桃的稳定抓取与采摘,有效避免采摘过程中果蔬损伤,实际测量值与理论计算值平均绝对接触力误差为0.39 N,采摘成功率为92%,无损率为97.8%,平均采摘时间为10.3 s,满足灵巧手无损稳定采摘的需求。     

基于质量闭环算法的双轴驱动燃料电池拖拉机参数研究

针对燃料电池拖拉机在设计之初因使用质量未知而无法获取拖拉机动力性指标约束的问题,以双轴驱动燃料电池拖拉机为研究对象,本文提出了一种参数自适应优化方法。采用质量闭环算法解决动力系统因使用质量未知导致无法准确获取动力性指标约束的问题。为了提高运行效率,采用遍历搜寻算法对前后轴减速器传动比进行优化。以能耗最小化为目标将质量闭环算法、遍历搜寻算法和遗传算法融合形成使用质量未知下双轴驱动燃料电池拖拉机参数自适应优化方法。参数自适应优化方法可同时优化燃料电池拖拉机使用质量、动力性参数和前后轴减速器传动比。为验证该方法合理性,制定了规则设计方法作为对比方法,并在犁耕工况下对两种方法进行了仿真。结果表明,采用参数自适应方法得到的双轴驱动燃料电池拖拉机使用质量和等效氢气消耗量比规则方法分别降低14.44%和8.41%,其中动力源电机运行效率分别提升3.28、5.29个百分点,能量源燃料电池和动力电池输出功率分别降低6.81%和38.59%。该方法为使用质量未知情况下燃料电池拖拉机参数设计提供了理论基础。     

基于GEE的山东省近15年农业温室年限识别与优化布局

当前农业温室发展中存在设施使用年限过长、设备老化、分布及数量不明,以及部分新建温室选址不合理等问题,导致资源利用效率低下,难以形成高效集约化生产区域。为解决上述问题,本研究基于谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）平台,利用Landsat 5 TM和Sentinel-2 MSI影像,采用随机森林、支持向量机和最大似然分类算法,提取山东省近15年农业温室的空间分布,并对其使用年限进行分析。进而结合自然和社会经济因素,从高程、河流、土壤有机质、道路和人口5个方面进行驱动力分析,摸清主导因素;最后对农业温室发展潜力进行定量评价,并提出优化布局方案。结果表明：整体上随机森林算法的分类精度最高,总体精度始终保持在83.45%~92.83%,卡帕系数在0.7531~0.8846,表现出更强的鲁棒性和适应性。山东省农业温室面积由2008年的100440hm2增长至2023年的473306.67hm2,增幅约471%。使用10年以上的老旧大棚面积为70606.67hm2,15年以上的农业温室为29493.33hm2;农业温室发展受政策、现代化路网及土壤有机质的影响较大;基于潜力评价确定了鲁中（以寿光市和张店区为中心）、鲁东（以平度市和莱西市为中心）和鲁南（以兰陵县和薛城区为中心）3个农业温室发展潜力区。全省可按核心发展区、建议发展区、改造转移区和一般发展区优化布局,核心发展区以寿光为中心,重点扩建现代化温室;建议发展区集中在鲁中、鲁东、鲁南部分地区,如平度、兰陵等地,通过适度新建温室形成核心发展地区;改造转移区位于潍坊、聊城等老旧温室密集区,需升级改造或逐步转移;一般发展区分布广泛,以生态保护和特色农业为主。研究结果可为农业温室优化布局提供数据和决策支撑,助力乡村振兴。     

土壤粒径对灌木植物根-土摩阻特性影响

为了系统性研究灌木植物根系的固土力学效应,探讨土体对根系的摩阻特性,以4种不同土壤粒径（原级配,1.0~2.0,0.5~1.0,<0.5 mm）和3年生的典型护坡植物种火棘及紫穗槐为研究对象,采用室内直剪的方式对根系进行根—土界面直剪摩擦试验。结果表明：（1）根—土及土—土界面的摩阻强度与垂直荷载呈明显的正线性关系;随土体粒径的增加,根—土及土—土界面的摩阻强度、摩擦系数、黏聚力和摩擦角均呈现下降趋势,且在相同粒径范围内,火棘根—土界面摩阻特性显著优于紫穗槐和素土;（2）根—土界面与素土界面的剪应力随位移的增长速率呈现先增大后减小的趋势;根—土界面剪应力与位移关系曲线呈现曲折蜿蜒式上升,而素土曲线表现为平缓式上升;（3）土体粒径越小,根土间接触面的比表面积越大,细小的土壤颗粒与根表面发生镶嵌,加大接触面的咬合力,使摩阻能力加大。研究结果对进一步探讨灌木植物根—土相互作用力学机制,以及利用灌木植物提高试验区边坡土体稳定性、防治坡面浅层滑落具有一定的理论指导意义。