新疆日光温室前屋面的风载数值模拟分析

【目的】 对日光温室前屋面风载大小和变化趋势进行模拟,可辅助前屋面骨架结构优化设计和前屋面实际风载计算,为提前预测和防灾功能提供科学依据。【方法】 将日光温室墙体、保温被和骨架等结构简化,使用UG 软件对日光温室进行造型,将模型与空气进行布尔求差,得到整体模型,将整体模型导入到ANSYS ICEM中,进行网格划分,得到保温被4种工作状态薄膜风压。再通过Y向的9条曲线画出不同条件下风压变化对比曲线。【结果】 在无保温被和保温被全铺时,薄膜最南侧风压最高,约1.014×10⁵Pa,往北侧风压逐渐降低,脊高位置风压最小约1.010×10⁵Pa。由于最南侧风遇到薄膜阻碍,造成风压的升高,而北侧接近日光温室顶端,风速快,而风速快的位置风压小。在保温被全卷及半卷时,也是最南侧风压较最高,约1.014×10⁵Pa,往北有风压的降低,总体屋面风压变化比较小,约1.013×10⁵Pa。只是保温被半卷时,在保温被卷放位置会有风压的突变为1.012×10⁵Pa。【结论】 无保温被、保温被全铺、保温被全卷及保温被半卷4种情况南侧风压较大且相差不大,但越往北侧,保温被全卷或半卷会造成薄膜风压的升高,尤其是顶部的突然升高。保温被全铺是最佳防风方案。南侧风压高,南侧前屋面钢骨架拱形段的性能对日光温室结构稳定性和安全性至关重要,设计和建设时需要着重计算和核验。     

基于AquaCrop模型的夏玉米生长模拟及灌溉制度优化

为评价AquaCrop模型在关中地区的适用性并寻求最佳的灌溉制度，对夏玉米在不同灌溉与施氮水平下的生长进行模拟和验证，并利用校验后的模型研究了3种不同降雨年型以及11种灌溉模式下夏玉米产量和水分利用效率的变化特征。结果表明：AquaCrop模型可以较好地模拟关中地区不同灌溉与施氮水平下夏玉米产量和生物量，模型模拟的产量与实测值之间的决定系数（R²）、均方根误差（RMSE）、标准均方根误差（NRMSE）、符合度指数（d）和纳什效率系数（E_NS）分别为0.919、0.249 t·hm^-2、4.112、0.977和0.915；对于地上部生物量，模拟值与实测值的R²、RMSE、NRMSE、d和E_NS分别为0.860、0.977 t·hm^-2、6.407、0.933和0.694。利用校验后的模型分析了试验区内3种不同降水年型条件下11种灌溉模式的夏玉米产量和水分利用效率的变化特征，依据模拟结果及夏玉米生理需水规律，同时为了实现高产和高水分利用效率，得出不同年型的优化灌溉制度为：若能保证出苗整齐，湿润年可不灌水，此时也能获得较高产量和水分利用效率；平水年推荐在拔节期灌水60 mm，能节约50%水资源，亦能保证稳产；干旱年推荐在拔节期和抽雄期各灌水60 mm，可获得高产和高水分利用效率。     

降水模拟下施肥对生土地玉米冠-根-土系统的影响

影响黄土高原地区生土熟化的主要限制因素是干旱和土壤贫瘠。为探索施肥和降水配合对生土地玉米冠-根-土的相互影响机制,确定不同降水模拟下施何种肥料能有效促进生土地作物冠-根-土系统建成,达到生土地熟化的目的,在前期研究(生土地玉米最佳施肥深度60～80 cm)的基础上,连续2 a将黄土作为试验土壤,采用根管法,研究肥料种类(NPK+有机肥(ORG))和降水模拟(欠水年275.9 mm、平水年482.8 mm、丰水年763.9 mm)对玉米地上部生产力(秆质量、总粒质量)、地下部根质量、根系氮磷钾养分积累量、根际土壤营养含量(速效磷、碱解氮、有机质)及根际土壤酶活性(脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶)的影响。结果表明,在水分充盈的条件下,有机肥的施用对地上部干物质的积累有促进作用;通过有机肥的施用可以达到根干质量增加的目的,但对应的水分需求不大;水分需求达不到满足时,通过NPK+ORG处理可以实现玉米根系N、P、K养分积累量的提高;水分充盈的条件下,ORG处理的玉米根系NPK养分积累量远远高于NPK+ORG处理;水分充盈的条件下,ORG处理可以提高玉米根际有机质含量和蔗糖酶活性。改良生土的最佳水肥方式为丰水年模拟下施用有机肥,欠水年模拟下以施用NPK肥+有机肥更好。     

基于GIS的山西有效积温时空变化分析

气候变化对陆地生态系统、粮食生产与安全、经济社会可持续发展等影响很大,分析积温变化特征可为种植业布局、农情测报、防灾减灾及气候区划等提供决策依据,对指导农业生产和生态建设等具有重要意义。据山西109个气象站1979—2016年间气温日均值资料和SRTM3 DEM数字高程资料,采用滑动平均法、线性回归模型、IDW和Mann-Kendall突变检验等方法,用ArcGIS的空间分析和三维分析建模工具,内插到100 m×100 m的小网格上,进行热量资源分布精细化模拟,绘制出山西积温分布图,分析日均气温≥10℃的有效积温及其持续日数和起止时间的时空变化特征。结果表明,近38 a来,山西≥10℃积温平均为3 252.3℃,初日提前、终日推迟,气候倾向率为154.9℃/10 a;持续日数增加,平均为192.7 d;变化周期为6～8 a,且在1997年前后出现由冷到暖的突变;≥10℃积温及其持续日数均呈波浪上升趋势,最长和最短日数距平均值分别为19.76、-9.6 d;2 500℃以上积温区明显增加,积温带向东北方向推移;积温及持续日数由西南向东北递减,随海拔增加递减。     

基于CFD的蛋鸭舍内环境模拟分析与验证

为优化4层层叠式笼养鸭舍舍内环境,基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)对鸭舍内气流场、温度场及CO_2浓度场进行模拟。将笼架简化,考虑其对气流的阻挡作用,将鸭笼及鸭只视为多孔介质。模拟结果显示,进风口为湿帘时,侧墙湿帘与端墙之间存在通风死区,风速低于0.5 m·s~(-1)。进风口为通风小窗时,鸭舍未安装通风小窗区域风速小,CO_2浓度大。改变纵墙湿帘位置对鸭舍结构进行改进,改进后气流不均匀系数降低了17%。改进通风小窗布置发现,提升通风小窗分布均匀性显著降低舍内温差;提升通风小窗安装高度将显著降低舍内CO_2浓度。该研究可为蛋鸭舍结构设计提供参考。     

农村分布式光伏发电投资风险分析——基于蒙特卡洛模拟

目的在农村推广分布式光伏发电,不仅可以提高农村居民收入水平、方便居民日常生活,而且有利于促进绿色、可持续发展。但是,光伏发电初始投资额较大,投资风险影响因素众多,收益前景不明朗,需要对其进行投资风险分析。方法以邢台市10 kW光伏发电系统为例,采用净现值法对系统生命周期内的发电收益进行蒙特卡洛模拟。结果 10 kW分布式光伏发电系统25年的发电收益净现值平均值为95 917元,最小值为47 150元,最大值为145 678元,净现值在70 000～120 000元的频率为84.84%。净现值对补贴价格的敏感度为56.6%,无补贴情况下,收益净现值主要分布在60 000～90 000元,最小值为46 300元。结论分布式光伏发电系统投资收益良好,不存在净现值小于0的情况。投资收益净现值对补贴价格最为敏感,取消补贴会对光伏发电投资收益产生较大的影响。但即便是在没有补贴的情况下,也可以进行投资。     

“角色互换”及“找茬”式教学方法用于医学生技能培训的探索与评价

目的探讨"角色互换"及"找茬"式教学方法应用于医学生临床技能培训教学中的教学效果,为医学生临床技能培训提供参考。方法随机抽取同一级临床医学专业学生共22名,将其作为医学生临床技能培训的研究对象,随机分为实验组和对照组各11名。实验组在技能模拟培训中采取"角色互换"及"找茬"式教学方法,同时给予带教教师总结点评;对照组在技能模拟培训中仅采取带教教师总结点评方法。教学结束后对参与技能培训的学生进行理论考核、临床技能操作测试、学习效果评价及教学满意度调查。结果实验组学生的理论考核及技能操作考核成绩均明显高于对照组(P0.05,P0.01),学习效果及对教学满意度也明显高于对照组(P0.05)。结论在医学生临床技能培训中采取"角色互换"及"找茬"式教学方法能明显提高教学效果,提高学生的学习兴趣及对教学的满意度,值得推广应用。     

基于HYSPLIT和PSCF的防风固沙生态服务功能空间模拟

针对以盐渍化影响和风沙活动为特征的北方农牧交错带，研究其生态系统服务功能空间差异及其流变机制，有助于明确服务提供区（SPA）与服务受益区（SBA）之间的空间关系，制定跨区生态补偿方案。采用混合单粒子拉格朗日积分轨道（HYSPLIT）模型和源贡献潜势（PSCF）模型，模拟了大型盐碱沙尘源地（安固里淖干涸盐碱湖）防风固沙生态系统服务（SSS）对风蚀的影响，确定了在土地覆盖、人口和国内生产总值（GDP）方面的辐射效益，并以辐射效益结果为依据提出跨地区的横向生态补偿方案。结果表明：在2015年，安固里淖干涸盐碱湖生态系统SSS效益显著，固沙量达到367.93万t；研究区SSS传输路径向东部延伸，主要影响我国华北和东北地区，SBA土地面积为189.37万km2，占全国总面积的19.66%，受益范围包括北京市等15个省(市、区)，是研究区面积的41.167倍；受益人口达5.27亿人，受益GDP总量为28.37万亿元；研究区生态系统提供的SSS使得SBA降尘量减少147.17万t，直接经济效益达44.26亿元；研究区投入生态建设的资金应由北京市等15个受益省（市）共同承担，黑龙江省和内蒙古自治区补偿金额最大，其次为河北省、吉林省和辽宁省等，浙江省需支付的生态补偿金额最少。本研究通过横向生态补偿促进生态建设，以减轻由土壤风蚀造成的损害，可为有关部门的政策决策者提供参考。     

基于生命周期理论的植物新品种创新联盟演化机制

以生命周期理论为依据,将植物新品种创新联盟成长过程划分为成长期、成熟期和衰退期。建立植物新品种创新联盟演化的动力模型,指出联盟环境影响联盟情景,联盟情景决定联盟演化方向。并提出在植物新品种创新联盟的动态演化过程中,针对不同演化阶段特征应实施不同的动态管理,才能有助于联盟的健康稳定发展,提升联盟整体竞争力,实现联盟目标。