基于细胞多层介电模型的脉冲电场生物学效应研究

为确定脉冲电场生物学效应的电场参数,从细胞多层介电模型出发,通过研究其等效电路模型在外加电场中生物响应的仿真分析得出植物细胞外膜具有低通滤波特性,内膜具有带通滤波特性。同时对细胞外膜跨膜电压进行时域分析表明频率小于2.83 Hz、电场强度大于69.7 kV/m、ms/μs级脉宽的极低频脉冲电场可以在植物细胞外膜产生可逆电穿孔。采用电场强度为100 kV/m、频率为1 Hz、脉宽为80 ms的极低频脉冲电场处理萌发绿豆种子,在萌发第4 d时,绿豆种子的芽长和根长分别比对照组增加了65.8%和80.2%。     

地理集聚与农业国际竞争力的相关性研究——来自我国水果产业的证据

以我国水果产业为研究对象,利用1992要2012年的相关数据,采用产业集中率和显示性比较优势指数分别测算了5种主要水果作物和水果产业的地理集聚度与国际竞争力。在此基础上,构建固定影响变系数模型,定量分析了我国水果产业地理集聚与国际竞争力之间的相关关系。结果表明,整体来看,我国水果产业地理集聚与国际竞争力存在显著的正相关关系,苹果、梨、柑橘产业的地理集聚有利于促进国际竞争力的提高;香蕉和葡萄产业的地理集聚与国际竞争力存在负相关关系,可能的原因是加入WTO后葡萄和香蕉出口环境的变化以及香蕉和葡萄主要供应国内消费的现实情况。最后,结合本文的研究内容和研究结论,就相关研究领域提出了几点思考。     

基于 VSM 的农机作业精益管理模式研究

我国农机作业正向社会化服务迈进、农机作业组织呈现数量增长快、服务方式多、服务能力和水平不断 提高的特点;但也存在由于服务组织结构不合理、管理不规范等因素造成的服务水平低、服务收益波动大等问题。 为 了规范农机作业过程管理、提高作业绩效、应用基于活性系统模型（VSM ）的组织设计方法、将多种精益管理手段和 方法引入农机作业服务管理中、构建了面向农机作业服务精益管理的活性系统模型。 案例研究结果表明、该模型可 用于指导我国农机作业服务组织实施精益管理的组织结构设计和运作诊断。     

喷雾机喷杆有限元模态分析与结构优化

在ANSYS中建立了喷杆的参数化有限元模型,并验证了模型的准确性。根据喷杆的模态分析结果在ANSYS中对喷杆结构进行了优化,在质量增加8.4%的情况下,喷杆一阶固有频率从9.16 Hz增加到了10.41 Hz,避开了路面激励的频率区间。结合ADAMS对喷杆优化前、后作业时的弹性变形作了对比,结果表明:优化前喷杆末端在水平方向最大弹性变形Dbmax为39.6 mm,均方根为12.6 mm;优化后喷杆在水平方向最大弹性变形Damax为10.1 mm,均方根为2.9 mm,喷杆经过优化后其水平方向弹性变形明显减小。     

数控机床导轨滑块结合部组建模与参数辨识方法研究

提出理论建模-动态试验-多目标优化技术的广义结合部组参数辨识方法,该方法在综合考虑结合部组与被连接件间的双重耦合特性、构建导轨滑块系统广义等效结合部组模型的基础上,通过结构凝聚技术降低计算成本保证计算精度,最终推导得到约束状态下以阻抗形式表达的整体动力学模型,基于未知传递函数/阻抗数据信息获取,将理论建模、动态试验与多目标优化问题求解相结合对结合部参数进行辨识。实例表明,该广义结合部组参数辨识方法的辨识精度较高,模态频率及频响函数的误差非常小,该辨识方法有效。     

干燥机粮层通风阻力特性数值模拟与试验

粮层内部通风阻力特性是影响干燥均匀性和能量损耗的关键因素之一。针对传统的经验公式存在精度偏低、未考虑粮层多孔介质的复杂变化因素和非线性的不确定性问题,基于传统的Ergun模型进行了压力损失因素分析;在通风阻力试验平台测定试验数据,通过探索性分析方法对风速进行分段,引入误差影响因子λ,导出了一种新的基于多孔介质Ergun的稻谷变层压力场模型;给出了优化阻力特性曲线,构建了变层阻力与层厚的数学关系。试验结果证实,风速小于0.2m/s时,λ取值为1;风速在0.2~0.4m/s范围内时,λ取值为0.89;风速在0.4~0.6m/s范围内时,λ取值为0.79。     

不同频率洪水遭遇下溃坝洪水演进的二维模拟

【目的】建立适合黑河下游地区的溃坝洪水演进的二维数学模型,为该水库的安全运行和调洪决策提供参考。【方法】根据天然河道复杂而不规则的地形特点,以及溃坝洪水的传播和运动特性,建立适合黑河下游地区高程跨度很大的溃坝洪水演进的二维数学模型;利用非结构化三角形网格,采用单元中心的有限体积法求解控制溃坝水流运动的二维方程;应用所建模型,对黑河金盆水库10 000年一遇入库洪水漫顶所致溃坝洪水(即工况1)进行数值模拟,分析不同时刻的水深分布图、流速矢量图以及淹没范围的变化过程;在此基础上,探讨100年一遇入库洪水延时遭遇10 000年一遇入库洪水工况(即工况2)下溃坝洪水的演进变化过程,分析该工况下淹没水深的变化范围。【结果】工况1、工况2下大坝溃决时间分别为该工况模拟初始时间后的15.6,37.5h,工况1、工况2下5个沿程观测点的最大淹没水深分别为3.10~6.18m和3.66~6.91m,最大流速分别为2.28~8.68m/s和2.46~9.40m/s。【结论】所建立的溃坝洪水二维模型可以模拟流域不同时刻的水深及流速分布,计算结果具体到点,为洪水风险分析和灾害损失评估提供了依据。     

应用RZWQM模型模拟华北玉米土壤剖面水氮迁移及淋溶特征

以河北石家庄大河实验站玉米-小麦轮作系统为研究对象,应用RZWQM模型对玉米季土壤剖面水分和硝态氮含量、硝态氮淋溶和氨挥发特征以及作物产量进行模拟,提出控制硝态氮淋溶的玉米施肥方案。设置冬小麦-夏玉米轮作周期施氮量分别为575、400、215、0 kg·hm-24个处理,应用轮作周期施氮量为575 kg·hm-2处理玉米季土壤剖面含水量、硝态氮和产量数据进行模型参数率定,应用其他3个施肥处理进行模型参数的验证。结果表明:率定与验证过程中土壤剖面含水量均方根误差方差分别为0.003 6、0.010 6 cm3·cm-3,4个处理土壤剖面硝态氮RMSE分别为6.56、7.30、3.64、1.53mg·kg-1。在模型参数率定和验证的基础上,开展了RZWQM模型对轮作制度下玉米季土壤硝态氮淋溶和氮挥发的预测,虽然预测结果与实际值存在偏差,但在总体上RZWQM模型可以较好地模拟华北石家庄地区土壤剖面水氮的迁移转化,并且可为日后进一步准确预测和估算更大地区的土壤硝态氮淋溶提供一种便捷可靠的方法。     

China-PEARL和PRZM-GW模型潍坊市场景农药地下水风险评估研究

农药地下水暴露模型China-PEARL已开始在我国农药地下水风险评估中应用。本文利用China-PEARL潍坊市场景数据,为PRZM-GW构建了潍坊市场景。在潍坊市场景下,利用2个模型计算了56种农药在5种作物上共计145种施用方式下的预测环境浓度(PEC)值,利用商值法(RQ)进行风险评估。结果显示有8种农药共13种施用方式在潍坊市场景下存在不可接受的地下水风险。其中,2个模型均显示有不可接受风险的农药是多菌灵和氟磺胺草醚。2个模型PEC值比较结果显示,PRZM-GW的农药风险评估趋势与China-PEARL一致性高,从而验证了China-PEARL的可信性。模型PEC值影响因素分析显示,土壤有机碳分配系数(Koc)对2个模型输出影响最大,可将Koc>400L·kg^-1作为判断某种农药预测浓度<0.1μg·L^-1经验性指标。2个模型的PEC值和土壤好氧半衰期的对数呈线性关系,当土壤好氧半衰期>10d时,模型的PEC值随土壤好氧半衰期的增大而迅速增高。水解半衰期为PRZM-GW模型输入项,决定了PRZM-GW模型模拟的农药浓度随年变化趋势。水中溶解度是China-PEARL的输入项,但对模型PEC值影响很小。     

改性白果壳对水溶液中重金属镉的吸附研究

为实现农林废弃物的资源化利用和开辟廉价、高效的重金属吸附剂,利用1%KMnO4溶液对白果壳进行化学改性,制备成KMnO4改性白果壳(命名为WSK),用于水溶液中Cd2+的吸附,研究温度、pH、反应时间、初始Cd2+浓度4个因素对WSK吸附Cd2+的影响,并通过模型拟合、电镜扫描(SEM)和红外光谱(FTIR)分析,对吸附机理进行了初步探讨。结果表明,WSK是一种理想的Cd2+吸附剂,其吸附性能受温度、pH、反应时间、Cd2+初始浓度的影响。吸附量与体系温度呈正相关,温度越高吸附量越大;随pH的增加吸附量先升高后降低,pH为5.5时,吸附效果最佳;在60 min后基本达到吸附平衡;随着Cd2+初始浓度的升高,WSK对水中Cd2+的吸附量逐渐增加,当Cd2+浓度为300 mg·L-1时,去除率为94.49%,基本达到吸附饱和。WSK对水中Cd2+的吸附符合Freundlich模型,决定系数R2为0.94,最大吸附量为119.76mg·g-1;吸附过程符合二级动力学吸附模型,R2为0.999 5。SEM照片显示WSK表面呈多孔结构,增加了WSK的比表面积、孔容及表面吸附位点,这有助于提高其吸附性能。红外光谱图分析表明,WSK主要靠-OH、-COO-、-NH-、C=O、-P=O、-CH-等离子活性官能基团与Cd2+配位结合,其中-COO-起重要作用。