六边形开口方形人工鱼礁阻力系数数值模拟与模型试验比较研究

为了对4种不同开口大小的六边形开口方形人工鱼礁在4种迎流角度下数值模拟和水槽模型试验的阻力系数进行对比验证,分别利用水槽模型和数值模拟试验方法对4种不同开口比（γ_ty=0.0625,0.14,0.25,0.39）六边形开口方形人工鱼礁在4种迎流角度（θ=0°,15°,30°,45°）状态下的阻力进行测定,并计算两种方法的阻力系数。结果表明：（1）在数值模拟和水槽模型试验中,人工鱼礁模型阻力均随着开口比的增大而减小;礁体迎流角度的变化可改变礁体阻力,且在4种迎流角度下,人工鱼礁阻力在θ=30°时最大。（2）人工鱼礁数值模拟与水槽模型试验中,当θ为15°、30°和45°时,阻力系数均随着开口比的增加而增加,具有明显的线性关系,且阻力系数在迎流角度θ=30°时最大。（3）数值模拟与模型试验阻力的相对误差在0.12%~17.18%,平均误差7.43%;礁体阻力系数的相对误差在0.03%~14.64%,平均误差5.26%。阻力及阻力系数误差均在20%以下。水槽模型试验与数值模拟阻力和阻力系数相关系数R分别为0.99和0.80,P<0.001,具有极强的相关性。因此,利用数值模拟精细化研究人工鱼礁水动力性能是可行的。     

基于离散元法的面粉颗粒接触参数标定试验

为设计和优化面粉输送设备,应用离散元法对面粉进行准确地工程建模和分析,需要对其接触参数进行必要的标定。该研究依据颗粒缩放理论,用“Hertz-Mindlin with Johnson-Kendall-Roberts”接触模型表征面粉颗粒间黏性的影响,提出了一种基于静/动态休止角的接触参数标定方法。运用正交试验方法,对接触参数的敏感性和方差分析,表明面粉颗粒间的滚动摩擦系数、面粉颗粒与不锈钢表面间的静摩擦系数、表面能对静态休止角的影响极显著（P＜0.01）,并且多组接触参数都可以模拟出与试验相同的静态休止角。进一步研究表明,面粉颗粒与不锈钢表面间的静摩擦系数的合理取值范围为0.2～0.4。通过2种填充率、4种转速下基于动态休止角的参数标定,将其中与试验最为吻合的一组参数作为标定结果,其值如下：面粉颗粒之间恢复系数为0.6、面粉颗粒之间静摩擦系数为0.2、面粉颗粒之间滚动摩擦系数为0.1、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间恢复系数为0.6、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间静摩擦系数为0.6、面粉颗粒与不锈钢容器表面之间滚动摩擦系数为0.5、表面能为0.12 J/m²。使用该组参数对矩形容器中物料自由坍塌试验进行仿真,其结果与试验结果相符,验证了该标定方法的有效性。该研究提出的标定方法简单、易执行,对粉料输送设备的设计及优化具有一定的工程应用价值。     

镇沅县思茅松天然林空间结构特征分析

以云南省镇沅县思茅松天然林为研究对象,对森林资源连续清查的固定样地进行调查,应用林分角尺度、林分混交度和林分大小比数等空间结构指标,对思茅松天然林空间分布格局、树种隔离程度和林木生长竞争等进行综合分析。结果表明,在林木空间配置上,林分平均角尺度达0.53,反映出思茅松天然林主要呈现聚集分布的空间分布格局;在思茅松天然林分的树种混交方面呈现零度到弱度的空间隔离程度,树种混交程度较低,存在相同树种聚集生长现象,随着径阶组由小到大,思茅松天然林分的混交度逐渐由高到低,表现出由中度混交到弱度混交再到零度混交的趋势;在林木生长竞争方面,研究区思茅松天然林林木主要呈现中庸状态。     

黄龙山油松林水平空间结构分析

通过对比各类油松林分类型水平空间结构指数的差异，为应用结构指数调控林分抚育提供依据。以黄龙山林区的57块油松林固定样地为研究对象，基于角尺度（W）、胸径大小比（U）、混交度（M）和密集度（C）探讨油松天然林和人工林空间、不同坡向油松林的空间结构和不同林龄油松林空间结构的差异。结果表明，在角尺度方面，天然林显著高于人工林（P=0.028<0.05），且极显著高于人工成熟林（P=0.004 7<0.01），阴坡人工成熟林（AMC）显著低于其余不同林分类型（P<0.05）；胸径大小比数（U）方面，不同林分类型中均无显著差异，但是在径阶分布上天然林的胸径大小比数分布呈双峰，而人工林的呈单峰；在混交度（M）方面，阴坡油松林显著高于阳坡油松林（P=0.002 7<0.05），中龄林极显著低于成熟林（P=0.009 4<0.01）；在密集度（C）方面，天然林的密集度显著低于人工林的密集度（P=0.000 3<0.05），阴坡油松林显著高于阳坡油松林（P=0.53>0.05），成熟林显著高于近熟林（P=0.018<0.05），天然林极显著低于人工近熟林（P=0.001 2<0.01）。在水平格局分布上，起源影响了油松林分布的均匀与聚集程度；在林木大小分化方面，坡向影响了林木的竞争强度；林分的树冠拥挤程度上，起源影响了油松林的树冠竞争；在林分混交上，坡向和林龄都会影响林分的混交程度，阳坡天然近熟林（NSS）和阳坡人工近熟林（ASS)显示了一个极低的混交度，表明短期单纯抚育或者封育较难提升阳坡油松林的混交度。     

电磁式MOEMS扫描光栅微镜驱动系统结构优化

基于现代农业发展对微型近红外光谱仪的迫切需求，对微型近红外光谱仪的电磁式MOEMS (Micro optical electronic mechanical system)扫描光栅微镜驱动系统进行结构优化改进，旨在解决MOEMS扫描光栅微镜驱动电压高、扫描角度小等问题。通过利用专业磁场仿真软件Maxwell 16.0对不同尺寸和材料属性永磁铁进行优化仿真，得到牌号分别为N38和N52的钕铁硼（NdFeB）作为电磁式MOEMS扫描光栅微镜的工作磁铁。在此基础上，设计制造2个相同尺寸的电磁式MOEMS扫描光栅微镜芯片A1和A2，并分别结合永磁铁N38和N52开展性能测试。测试结果表明：相比磁性较弱的N38，当电磁式MOEMS扫描光栅微镜芯片A1和A2在永磁铁N52的作用下达到最大机械扫描半角时，驱动电压分别降低6.6%和8.6%，最大机械扫描半角分别增大20.2%和17.4%；此外，通过对比分析机电性能测试结果可知，通过结合永磁铁N52，电磁式MOEMS扫描光栅微镜能够获得更优异的机械扫描性能。研究结果对于提升光谱仪的光谱检测范围以及检测精度具有实际应用价值。     

控制高粱分蘖与主茎株高一致性的基因定位

用分蘖与主茎株高一致的高粱品系K35-Y5与分蘖明显高于主茎的高粱恢复系1383杂交, F1自交获得F2分离群体,构建两混池,采用BSA (bulked segregation analysis)和SLAF (specific length amplified fragment sequencing)技术将高粱分蘖与主茎株高一致基因定位。遗传分析表明,分蘖与主茎株高一致性状由1对隐性核基因控制。参考已公布高粱基因组设计酶切方案,构建SLAF文库并测序。对高粱参考基因组序列进行电子酶切预测,确定限制性内切酶为Rsa I+Hae III,酶切片段长度为364～414 bp;测序Q30为91.70%, GC含量为45.79%,达到测序要求;与水稻的测序数据相比,高粱的双端比对效率为93.35%,酶切效率为90.60%, SLAF建库正常。共获得30.80 M reads,开发出133,246个SLAF标签,再通过分析SLAF标签的多态性,检测到319,428个SNP位点。利用SNP-index法和Euclideandistance法及取两者交集进行关联分析,最后得到一个关联区域,位于第9染色体上的54,788,026～56,740,873区间内,关联区域长度1.95 Mb。分析关联区域内的基因在2个亲本之间SNP,对这些SNP进行变异的注释,发现4个非同义突变的SNP。经验证,这4个SNP位点和分蘖与主茎株高一致性状相关。对应到Sobic.009G197901.1、Sobic.009G213300.1和Sobic.009G221200.1三个基因上,这些基因可能是与性状直接相关的功能基因。     

基于ANSYS-ADAMS的立式油菜割晒机铺放角形成机理

为提高油菜割晒作业性能,研究油菜植株参数和割晒机参数对铺放角的影响规律,该研究利用ANSYS软件和Pro E软件分别建立油菜植株的柔性体和割晒机模型,在ADAMS软件中建立割晒机-油菜植株刚柔耦合模型,开展油菜植株铺放过程单因素与多因素仿真试验。单因素试验结果表明:油菜植株高度在1.2～1.6m范围内,铺放角先减小后增加且在植株高度为1.4m时取得最小值;油菜植株质量密度在438～588kg/m3范围内,铺放角先增加后减小且在质量密度为538 kg/m3处取得最大值;植株与植株的摩擦系数在0.1～0.5范围内,摩系数越大铺放角越小。多因素响应面试验结果表明:输送链与前进速度的速比、前进速度、割茬高度、输送链速度与前进速度的速比及前进速度与割茬高度的交互作用对铺放角的影响极显著(P0.01),显著性顺序从大到小为输送链速度与前进速度的速比、前进速度、割茬高度;根据多因素试验结果建立铺放角的三元二次回归方程模型,并建立响应面分析多因素交互作用对铺放角的影响规律;建立目标优化方程组,确定割晒机最优作业参数组合为前进速度0.6 m/s,速比1.37,割茬高度0.42 m。田间试验结果表明,优化作业参数条件下,铺放角预测值与实测值的相对误差小于6%;与对照相比,铺放角由134.9°下降为115.8°,角度差由11.2°下降为9.6°,根差由0.22m下降为0.14m,割晒损失率由2.2%下降为1.5%,割晒机作业性能提高。研究结果可为油菜割晒作业的适宜条件确定和割晒机作业参数优化提供依据。     

基于SNP遗传图谱定位甘蓝型油菜分枝角度QTL

分枝角度是油菜株型的重要性状,与油菜的耐密植性密切相关。本研究利用油菜分枝角差异显著的育种亲本材料1098B (分枝角小)和R~2 (分枝角大)杂交获得F1,通过小孢子培养获得含163份株系的DH群体。以油菜60K SNP芯片进行DH群体基因分型,构建高密度遗传图谱,并利用QTL Cartographer 2.5对2个环境下油菜顶端分枝角和基部分枝角进行QTL分析。结果表明,构建的高密度遗传图谱覆盖甘蓝型油菜19条染色体,包含9521个多态性SNP标记, 1442个簇(bin),覆盖基因组长度为2544.07 cM,相邻簇(bin)之间平均距离为1.76 cM。在此图谱基础上采用复合区间作图法(CIM),在2个环境下检测到17个分枝角度QTL,分别位于A01、A02、A03、A06、A09、C02、C03、C04、C06和C08染色体上,单个QTL解释的表型变异为6.39%～21.78%。用比较基因组方法与拟南芥分枝角度同源基因区间比对,鉴定出其中6个QTL的12个候选基因。其中位于A03连锁群QTL在2年的试验中被重复检测到,根据物理位置和基因组信息推测VAMP714为分枝角度的候选基因。这些QTL和候选基因将为油菜分枝角度的遗传改良提供有用的信息。     

再生稻‘佳辐占’再生季施肥试验初报

为提高再生稻‘佳辐占’的再生季产量，设置施氮量试验。结果明确，再生季产量与施氮量呈抛物线型相关。在供试条件下，适宜的施氮量为138kg·hm-2，其分蘖萌发率显著提高，再生季穗数达到头季穗数的2.4倍，再生季产量达到接近头季产量的水平，经济效益也最佳。