现场围隔及其在水域生态学研究中的应用

现场围隔通过围隔水体建立一个相对封闭的生态系,与周围水体没有交换。使用现场围隔始于20世纪60年代,经过几十年的发展,其结构和功能得到了不同程度的改进和完善,已成为研究水域生态的有效工具,主要用于污染生态学、养殖生态学方面的研究。现场围隔主体结构包括围隔幔、固定支架和围隔幔支架等,附属设备包括防雨罩、电动机、浮力装置和叶轮等,大型围隔容积>100m3,中型围隔容积10～100m3,小型围隔容积1～10m3。通过在目的水域现场开展围隔试验,从而模拟自然水域生态环境,能够大大缩小试验条件和自然环境的差异,使试验结果更加科学,针对性更加明显。现场围隔发展方向是多样化、实用化。     

Effects of rake angle of chisel plough on soil cutting factors and power requirements: A computer simulation

A computer simulation was conducted to predict the effects of rake angle of a chisel plough and soil bulk density on angle of soil failure plane, rupture distance, width of side crescent, frictional, overburden, cohesion and adhesion soil cutting factors, draft forces and drawbar power requirements. The experimental work was carried out in two locations. Soil of the first location was sandy clay with the soil bulk densities of 1.75 and 1.70 g/cm³ for firm and loose soil conditions, respectively, with an angle of internal friction of 30° and a surface friction angle of 20°, cohesion of 2.5 kN/m² and adhesion of 1.2 kN/m². Soil of the second location was clay loam with the soil bulk densities of 1.65 and 1.50 g/cm³ for firm and loose soil conditions, respectively, with an angle of internal friction of 34° and a surface friction angle of 23°, cohesion of 2.4 kN/m² and adhesion of 1.14 kN/m². The prediction showed that the angle of failure plane found to decrease with the rake angle. The rupture distance decreased with the rake angle from 15° to 55° and then increased as the rake angle increased over 55°. The width of the side crescent increased as the rake angle increased and the maximum value and the minimum value were recorded at 75° and at 15°. Values of frictional and overburden factors decreased as rake angle increased. The maximum and minimum values were recorded at 15° and 75°, respectively. The values of cohesion factor increased as rake angle increased. The maximum value was recorded at rake angle of 75° and the minimum value was recorded at rake angle of 15°. Adhesion factor was found to change inversely with the rake angle from 15° to 55° and then to change directly with the rake angle over 55°. The draft force decreased with the rake angle and reached its minimum value at 45° rake angle. Over 45°, the draft force increased and reached its maximum value at 75° rake angle. The draft increased with soil bulk density. The power required for moving the plough recorded the maximum value at rake angle of 15°, while the minimum value was recorded at 55° rake angle. The values of power increased with decrease of soil bulk density. The predicted values demonstrated some deviations from the experimental values of the draft force and the drawbar power.     

FLUENT软件及其在植保机械方面的应用

FLUENT软件是流体力学中通用性较强的商业软件之一，由于FLUENT软件的应用，节省了大量的人力和物力。对实际应用有重大的指导作用。为此，通过简述FLUENT在植保机械方面的应用实例，提出了FLUENT在植保机械方面的发展前景。     

虚拟花卉植物在可变风场中的运动行为仿真

花卉植物茎、枝、叶和花瓣结构复杂,运动行为仿真成为目前虚拟植物的研究热点之一。该文基于花卉植株的高精度的建模,将动力学理论和弹簧-质点模型应用到虚拟花卉植物跟风力的交互运动仿真中,提出一种实时模拟花卉植物与风场交互的方法。运用多层次反向动力学原理和布料模拟系统原理分别实现了单株花卉植物在风场中自身运动和群落花卉在风场中的整体运动的模拟。可以模拟在球形风场和平面风场中,随风力和风速实时变化的单株或群落花卉植物的运动行为特征,模拟效果逼真自然,具有较强的真实感。该研究可为虚拟植物运动仿真提供参考。     

环境友好型虾夷扇贝捕捞网具优化设计与试验

目前中国虾夷扇贝网具存在捕捞效果差、海底生境影响严重等问题,该研究基于水下视频监控技术,设计了水压板导流与随动式惊扰相结合的拖曳网架结构。采用FLUENT软件对改造后捕捞网具的水下拖曳水动力特性进行分析得出,在拖曳水深在30~50 m、拖曳速度为1.8 m/s、网口高度为350 mm时,采用22.5°～30°负迎角弧式水压板,可减轻顶部湍流对底栖鱼类的兼捕影响,且随动式惊扰装置满足作业要求,此时拖曳稳定绳长约为156.80～261.34 m、稳定角度为11.03°、稳定拖曳力为2275.83 N。通过海上捕捞对比试验得出,在拖曳速度为1.5、1.8和2.0 m/s时,改造后捕捞网具与生产用捕捞网具在捕捞量方面无显著差异（P>0.5）,在碎贝量和底栖鱼类兼捕量方面显著降低（P<0.5）。单网平均捕捞量的偏差率分别为6.30%、0.59%和5.55%,单网平均碎贝量的偏差率分别为90.63%、84.78%、85.29%,单网底栖鱼类平均兼捕量的偏差率分别为78.57%、81.25%、84.85%。且在拖曳速度为1.8 m/s时,与生产用网具相比,单网平均捕捞量偏差率最低,单网平均碎贝量的偏差率最低,底栖鱼类平均兼捕量显著减少,符合环境友好型捕捞网具设计要求。     

收获期豌豆籽粒离散元仿真参数标定

针对收获期豌豆籽粒在脱粒与清选仿真模拟中缺乏准确离散元仿真参数的难题,采用物理试验和仿真试验相结合的方法对豌豆籽粒仿真参数进行标定。以籽粒堆积角为评价指标,通过Plackett-Burman试验筛选显著性参数,借助最陡爬坡试验和Box-Behnken试验得到显著性参数最优组合,通过仿真试验标定非显著性参数。结果表明：籽粒间碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.364、0.519和0.444;豌豆籽粒-钢碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.505、0.462和0.090;物理和仿真试验堆积角分别为19.841°和19.714°,其相对误差为0.64%。研究可为豌豆机械化收获过程离散元仿真分析提供参考。     

水生生物DNA序列相似度的算法

本文提出DNA序列相似度指标,建立DNA序列比对算法。首先,将水生生物DNA样本序列与现有的基因库中的DNA序列逐项比对;其次,在满足特定阈值条件下,确认样本序列的分类。利用Java编程语言来实现算法,通过MonteCarlo模拟和实际应用,验证算法的有效性。理论结果表明:在满足特定阈值条件下,通过计算DNA序列相似度,能够确定数据库中与未知DNA样本序列最相似的序列,判断样本序列的分类。模拟实验、对比研究和应用结果表明:相似度指标算法在有效判别DNA序列的分类,提高DNA序列匹配成功率,降低程序复杂度等方面具有优良特征。     

基于AMESim的农用车辆悬架自整定PID调节

为了提高农用运输车行驶的平顺性,利用AMESim软件设计了农用车辆前后轮不同悬架弹簧与减振器连接形式、采用或未采用悬架参数自整定PID调节的模型,并根据模型得到了悬架振动位移图。从仿真结果可以看出:采用参数自整定PID调节的农用车辆悬架,无论是乘坐的舒适性,还是对路面的动载,都得到了很好的改善,控制效果显著。     

基于ADAMS的番茄翻秧机的仿真分析

在虚拟环境下对番茄翻秧机工作过程的关键部件进行了仿真,直观地了解了工作过程中番茄秧的运动情况。首先,进行模型建立与传递、约束与力的定义;然后,对拨秧滚子进行运动分析和力学分析,对分秧装置进行力学分析;最后,进行番茄秧与分秧器的接触运动分析、番茄秧与拨秧滚子的接触运动分析。通过在各种参数下结构受力的仿真分析,为物理样机的设计提供了详尽的参考数据。     

具有导流板直线翼垂直轴风力机气动特性分析

为了改善直线翼垂直轴风力机的气动特性,通过在风力机外部安装平板型导流板,用以改变来流方向,改善叶片周围流动情况,从而提升风力机的气动特性.以采用NACA0018翼型的4叶片小型直线翼垂直轴风力机为对象,在风力机外部均匀安装了6枚平板型导流板,采用二次正交旋转设计方法,对导流板的宽度、角度和与风力机距离进行研究.以平均静态力矩为指标,通过数值模拟研究得到一组最优的导流板结构参数,并对静态流场进行了分析.根据数值模拟得到的最优导流板结构参数,制作了导流板及风力机模型,进行了风洞试验.结果表明:导流板的安装有效提升了直线翼垂直轴风力机的启动性能和气动性能.在10 m/s风速下,与无导流板的风力机相比,有导流板的风力机最大静力矩系数提升了35.6%,功率系数提升了39.5%.结论可为采用导流板来提升风力机性能的研究提供有益的参考.