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。     

雾滴图像粘连特征改进判断及分离计数方法优化

雾滴在靶标上常出现粘连的情况,为准确测量雾滴尺寸、掌握雾滴分布规律,需要判断雾滴是否粘连,并用图像处理技术将粘连雾滴分开。首先提出判断雾滴是否粘连的改进方法,该方法结合雾滴的形状因子和面积阈值对粘连雾滴进行判断和特征提取,并用极限腐蚀法和迭代开运算法对粘连雾滴进行计数处理,其次调用迭代开运算标记的分水岭算法分割,最后对分割后雾滴的连通域进行标记及形状圆整。试验结果表明：该方法可实现粘连雾滴的自动判断和特征提取,弱粘连准确率100%,强粘连可达97.2%以上。该算法获得的雾滴粒径参数与激光粒度仪试验测量结果接近,其尺寸测量准确度较Deposit Scan软件计算平均提高了7.67%。基于相同的样本,与人工计数标定结果对比表明,该方法获得的雾滴个数快速且精准度达97.06%以上。     

基于迁移学习的GoogLeNet果园病虫害识别与分级

为提高果树病虫害危害程度分级精度进而更好地指导果园病虫害防治,采用迁移学习技术与GoogLeNet模型相结合的方法,对6种果园作物的25类病虫害样本进行识别与危害程度分级研究;同时,探究不同数据集大小以及不同优化算法对模型性能的影响;基于MATLAB平台设计了一款可视化的病虫害识别与分级系统。结果表明:1)基于迁移学习的GoogLeNet模型,对病虫害识别精度可达99.35%,危害程度分级精度可达92.78%;2)在相同训练参数下,本研究模型比AlexNet、VGG-16、ResNet-18、SqueezeNet、原GoogLeNet及MobileNet-v2模型验证精度提高了2.38%~11.44%,并且收敛速度最快;3)本研究模型识别精度随着数据集的增大而提高;在3种优化算法中SGDM算法耗时最短且精度最高,更适合本研究模型。通过拍摄果树叶片病害区域图像,本研究设计的系统能够在0.43 s左右准确识别出果树种类、病害类型以及危害等级等信息。     

果园风送式喷雾机气体流场对飘移性的影响

为了确定单风筒风送式喷雾机新型风筒结构参数和风机的送风速度对雾滴飘移性的影响,对各因素取不同值时的沉积率作进一步分析研究。通过试验发现结构参数对雾滴沉积率具有显著性影响,且影响程度由高到低排列依次是同轴柱形导风筒的长度、锥形导风筒的角度、锥形导风筒的长度、同轴柱形导风筒的直径;各参数间两两交互作用中,柱形导风筒的长度和锥形导风筒的角度间的交互作用最重要。风筒进风口的风速对雾滴沉积率具有显著性影响,沉积率与风速成正相关。     

单缸柴油机进气模拟程序设计

本文建立了单缸柴油机进气管内气体流动的数学模型，并应用特征线数值解法原理设计了进气管内气体流动状况的计算机模拟程序，大大地方便了单缸柴油机的进气性能分析。     

转子式喷头喷雾飘移性能试验和分级

转子式喷头特殊的雾化原理使其工作性能与传统的压力喷头相比有很大不同,转子式喷头产生的雾滴大不均匀,但雾滴飘移的可能性大于压力式喷头,因现有喷头发级标准只针对扁扇压力喷头且没有考虑飘移因素,所以无法对转子喷头加以分级。本文通过转子喷头在不同转速下模拟不同使用环境的飘移测试,并依据已有的喷头分级标准,对转子喷头进行分级,为转子喷头参数的选择与喷雾环境的匹配提供依据。     

喷雾荧光示踪剂回收率影响因素实验

荧光剂作为喷雾实验常用的示踪剂,其回收率对实验结果的准确性至关重要。设计了荧光示踪剂回收率影响因素的实验方案,用若丹明WT和荧光素钠作为荧光示踪剂,分别在不同稀释液和洗取液、气象条件、遮盖率、采样时间和沉积载体上测试荧光示踪剂回收率的变化情况。结果表明,在单因素试验中,其他条件相同的情况下,若丹明WT在典型阴天的回收率较高;荧光示踪剂回收率随遮盖率增加而增加,随采样时间增加而降低;滤纸更适宜作为沉积载体。     

植保无人机旋翼下洗气流对喷幅的影响研究

基于XV-2植保无人机,利用流体仿真,探究了该无人机旋翼下洗气流的速度分布特性。在此基础上,分析了在下洗气流影响下的雾滴运动方式,并进行实地测试。仿真分析说明:旋翼下洗气流从中心向外的流速差使流场从上向下有向外的铺展效应,使得喷幅增大,且喷幅与飞行高度成正比;旋翼外沿的卷扬气流使得喷幅范围内的雾滴沉积数出现2个峰值。试验结果表明:当飞行高度为6 m时,有效喷幅为10 m;飞行高度8 m时,有效喷幅为12 m。2种飞行高度下的雾滴分布均匀性基本一致。试验结果与仿真结果基本一致。研究结果可为无人机喷雾系统设计和航空植保作业参数的选择提供参考依据。     

滴灌施肥机灌水与施肥均匀性试验

为了研究滴灌施肥机在不同压力条件下灌水流量和溶液浓度的时空变化以及水力要素对灌溉均匀性的影响,该文以荧光示踪剂溶液模拟肥料,并以比例混合泵滴灌施肥机为研究对象,通过连续均匀采样的试验方法分析其灌水和施肥均匀性。结果表明：比例混合泵施肥机在不同压力条件下灌水和施肥均匀性都很好,但在施肥过程中存在施肥滞后时间和停肥延时时间,这两个时间决定施肥机灌溉的最小时间及最佳施肥方式,同时受这两个时间的影响,选择不同滴灌施肥测试时间得到的施肥均匀性分析结果存在着差别。     

温室自动变量施药系统设计

针对温室内手动施药喷雾质量差、容易造成施药人员中毒的问题,基于AT89S52单片机开发环境设计温室自动变量施药系统;研究了喷杆行走速度和喷头流量对作物单位面积雾滴沉积量的影响。实验结果表明:所设计的温室自动变量施药系统可根据上位机对CCD采集的病害信息处理结果,对喷杆行走速度和喷头流量进行控制,实现无人自动变量施药;在喷头型号、喷雾压力一定的条件下,改变喷杆行走速度和喷头流量可使单位面积雾滴沉积量的变化范围为0.27~0.76μg/cm2,很好地实现了自动变量喷雾;单位面积雾滴沉积量与喷杆行走速度和喷头流量均呈线性关系,相关系数R2均大于0.99。