基于FLOW-3D的田间便携式短喉槽水力性能数值模拟

田间量水是实现灌区计划用水和节水农业的关键技术,但由于试验条件、测量方法和精度的限制,传统的水工模型试验分析田间量水设施的水力性能存在一定局限性。该文基于FLOW-3D软件,采用RNG k-ε三维湍流模型、Tru VOF方法、FAVOR(fractional area volume obstacle representation)技术模拟喉口宽度为51 mm的田间便携式短喉槽过槽水流的三维流场。与试验结果对比表明:过流能力、水流流态以及水深与试验结果较为吻合,误差小于10%,采用的数值模拟方法能够有效地模拟田间便携式短喉槽水力性能,在确定数值模拟可靠性的前提下,对其水力性能进行分析。数值模拟结果显示:佛汝德数、流速在自由出流工况下沿程增大,在淹没出流条件下先增大后减小,并由佛汝德数分析结果确定了临界水深断面所在区域为喉口段后半部分;通过回归分析得到的田间便携式短喉槽上游水深与流量计算公式最大测流误差为-5.63%,满足灌区量水精度的要求;该量水槽最大水头损失占总水头的12.10%,相比于长喉道量水槽的13%较小。该研究对提高量水设备研发效率、降低研发成本与周期、促进中国灌区流量精准测量设备的推广具有实用价值。     

T1R1和T1R3在从江香猪附睾发育中的表达模式

为研究味觉受体第一家族亚型1（T1R1）和3（T1R3）在从江香猪附睾发育过程中的表达模式,探讨味觉受体在哺乳动物雄性生殖机能中可能发挥的作用及潜在医学价值,本试验以从江香猪附睾组织为研究对象,分析附睾发育4个关键时期：初情前（15 d）、初情时（30 d）、初情后（60 d）和性成熟期（180 d）T1R1与T1R3的差异表达。采用实时荧光定量PCR、免疫组织化学（IHC）和Western blot检测两个味觉受体在不同日龄从江香猪附睾组织中转录、翻译水平的变化及其分布情况。RT-qPCR结果表明：TAS1R1与TAS1R3 mRNA在从江香猪附睾初情前（15 d）至性成熟期（180 d）表达量逐渐增加,且任意两个时期间差异极显著（P<0.01）。Western blot结果显示,T1R1/T1R3蛋白在180 d表达量最高,在15 d表达量最低,两者之间差异显著（P<0.05）,平均表达丰度依次为180 d > 30 d > 60 d > 15 d。IHC结果显示,T1R1和T1R3蛋白在各日龄组从江香猪附睾组织均有分布,其中T1R1蛋白主要在上皮细胞膜上,尤其是基细胞和窄细胞;而T1R3蛋白主要在微绒毛、环状空泡和精子呈强阳性表达。综上,本研究发现不同日龄从江香猪附睾的T1R1/T1R3表达从15 d逐渐增加,至性成熟达到峰值,这一表达变化与附睾上皮基细胞和窄细胞及微绒毛的T1R1/T1R3的差异表达有关,这些特殊的表达模式与附睾生理功能存在时间关联,故推测T1R1和T1R3参与附睾内精子成熟和储存的调节过程。     

田间便携式平底短喉道量水槽水力特性试验

为了探索研究灌区田间进水口的水量计量,该文在巴歇尔量水槽的基础上设计制作了一种体型简单、成本低的田间便携式平底短喉道量水槽,喉口宽度51 mm、长度774 mm,便于携带和田间安装;通过试验研究了该量水槽的水力性能,观测了24种流量下量水槽内11个控制断面的水位,拟合得到自由出流和淹没出流条件下的水深与流量公式,与实测流量对比,平均相对误差和最大相对误差均在10%以内,满足灌区田间量水精度要求;分析了不同流量下佛汝德数、断面比能沿槽身各控制断面的变化规律,确定临界水深断面位于该量水槽喉口段的中部偏后段;分析了槽内水头损失情况,得知该量水槽最大水头损失占上游总水头的12.10%,相较于长喉道量水槽较小,自由出流条件下槽内水头损失小于淹没出流条件下0.02倍上游总水头。该研究为田间进水口量水设施在中国北方灌区末级渠系的进一步应用提供参考。     

田间便携式短喉槽的数值模拟

为进一步研究田间便携式短喉槽过槽的水流特性及测流精度,基于临界流原理和RNGk-ε三维湍流模型,利用FLOW-3D软件对喉道宽度为76mm的田间便携式短喉槽在16种工况下的水力特性进行全流场数值计算,获得了时均流场、槽内水流流态、断面流速分布及佛汝德数,并与试验实测值进行对比分析。结果表明:1)模拟流场分布及流态与模型试验情况具有一致性,量测流量范围宽,最大可达40L/s,能够满足田间量水的流量要求;2)水深、断面流速、佛汝德数模拟值与实测值基本吻合,相对误差均小于10%;3)该短喉槽最大水头损失占总水头的12.89%,小于长喉槽最大水头损失占总水头的13%;4)通过回归分析得到了田间便携式短喉槽的上游水深-流量计算公式,其最大测流误差为9.95%,满足灌区量水精度的要求。     

去势时间对从江香猪肉质性状的影响

【目的】综合分析不同日龄去势对从江香猪肉质性状的影响,为从江香猪最佳去势日龄的确定提供参考依据。【方法】选取12头20日龄从江香公猪,分为25日龄去势组(C_25d组)、120日龄去势组(C_120d组)、180日龄去势组(C_180d组)和未去势组(UC组),统一饲养管理至240日龄屠宰,参照NY/T 821—2004《猪肌肉品质测定技术规范》测定肉质性状后采用主成分分析法构建肉质综合评分模型,并结合ELISA和实时荧光定量PCR检测香猪膻味物质含量及参与代谢膻味物质基因的表达水平。【结果】C_25d组的肌肉pH_{24 h}显著高于C_120d组(P<0.05,下同);肉色评分中,UC组和C_25d组显著高于C_180d组和C_120d组;剪切力和肌肉脂肪含量与肉色恰好相反,表现为C_180d组和C_120d组显著高于UC组和C_25d组;肌肉水分含量表现为C_25d组>UC组>C_180d组>C_120d组;肌肉蛋白含量表现为C_120d组显著高于C_180d组、C_25d组及UC组。以主成分分析构建肉质性状综合评分模型,从10个肉质指标中提取出3个主成分(累积贡献率为100.00%),第一主成分包括肉色、剪切力、肌肉水分含量和肌肉脂肪含量,第二主成分包括pH_{24 h}、大理石纹和滴水损失,第三主成分包括pH_{45 min}、熟肉率和肌肉蛋白含量;从江香公猪肉质综合评分排序为C_25d组>UC组>C_180d组>C_120d组。去势时间对从江香公猪肝脏和脂肪中的雄烯酮含量,以及脂肪、背最长肌和肝脏中的粪臭素含量影响均不显著(P>0.05,下同);但背最长肌中的雄烯酮含量表现为C_25d组显著低于C_120d组和UC组。粪臭素代谢关键酶CYP2E1基因在C_120d组、C_180d组和UC组从江香公猪的肝脏中均有表达,且组间差异均不显著。【结论】不同去势时间对从江香公猪肉色、剪切力、肌肉脂肪、肌肉水分和肌肉蛋白均存在影响。从江香公猪25日龄去势的肉质较好,错过该时间或考虑动物福利则建议不进行去势为宜。