采用双模态联合表征学习方法识别作物病害

基于深度卷积神经网络的视觉识别方法在病害诊断中表现出色,逐渐成为了研究热点。但是,基于深度卷积神经网络建立的视觉识别模型通常只利用了图像模态的数据,导致模型的识别准确率和鲁棒性,都依赖训练数据集的规模和标注的质量。构建开放环境下大规模的病害数据集并完成高质量的标注,通常需要付出巨大的经济和技术代价,限制了基于深度卷积神经网络的视觉识别方法在实际应用中的推广。该研究提出了一种基于图像与文本双模态联合表征学习的开放环境下作物病害识别模型(bimodalNet)。该模型在病害图像模态的基础上,进行了病害文本模态信息的嵌入,利用两种模态病害信息间的相关性和互补性,实现了病害特征的联合表征学习。最终bimodalNet在较小的数据集上取得了优于单纯的图像模态模型和文本模态模型的效果,最优模型组合在测试集的准确率、精确率、灵敏度、特异性和F1值分别为99.47%、98.51%、98.61%、99.68%和98.51%。该研究证明了利用病害图像和病害文本的双模态表征学习是解决开放环境下作物病害识别的有效方法。     

水流冲击多段滞留气团的三维数值模拟

针对水气两相瞬变现象,充分考虑了水体弹性、气体可压缩性、水-气交界面的动态运动以及多段气团间相互作用,采用三维CFD方法对起伏管道内含多段滞留气团的水气两相作用进行建模和模拟,选择Standard k-ε湍流模型进行模拟研究,将三维计算结果、现有一维模型计算结果与试验结果进行对比分析,并通过水气两相分布图展现动态变化过程.结果表明:与一维模型相比,三维CFD模型能够更为准确地模拟起伏管道内瞬变压力波动,并且能够清楚描述水气掺混、耦合的动态变化.水流冲击初始两段滞留气团压力波动曲线显示,多气团间的瞬变压力并非同步变化,可能呈现多气团峰值压力交替出现的情况,这与初始气团长度密切相关.水气交界面自由变化,阻断水体长度时刻发生变化,当水体运动到管道弯曲处时会产生新的阻断水体,将气团分成若干部分.     

河南油田注聚井聚合物堵塞机理及防治技术

为解决河南油田聚合物驱油注聚井堵塞导致采收率严重下降的问题,采用物理模型试验及扫描电镜(SEM)的方法对堵塞位置、堵塞因素进行研究.聚合物注入性试验结果表明,注入阻力越大,注入压力就越高,确定堵塞位置为近井地带,结果与实际矿场结果相符;扫描电镜结果表明,高渗岩心以吸附堵塞为主,低渗岩心以机械捕集为主;静态吸附试验显示防吸附剂质量分数、聚合物相对分子质量、矿化度、温度均对聚合物吸附有不同程度影响,为此研制出一种使砂岩表面润湿反转以减少吸附的防吸附剂(代号5807),并对注入参数进行优化:防吸附剂最优注入质量分数为0.5％;该防吸附剂耐盐性较好,不同矿化度(1500～10000mg/L)对该防吸附剂体系的防吸附率影响不大;防吸附剂注入体积数越大,聚合物防吸附率越高,最佳注入体积为0.6PV;防吸附剂处理地层的时间越长,聚合物防吸附率越高,处理时间在12h以上防吸附率大于70％;防吸附剂的最佳注入方式为:顶替液+0.6 PV防吸附剂段塞+1PV清洗剂.该研究对油田后续现场施工及动态调整具有重要指导意义,同时也可为河南油田提高聚合物驱技术应用效果提供理论支持.     

基于"量-质-域-流"四维指标体系的水资源荷载状况评价——以黑河流域三地市为例

随着社会经济用水不断增加，水资源供需矛盾加剧，水资源系统出现荷载不均衡现象，制约了区域发展，危及生态环境良性循环。本文从水资源系统的负荷需求和承载能力出发，基于“量、质、域、流”四个维度构建水资源荷载均衡评价指标体系，采用指标规范化的正态云模型，评价2015年黑河流域张掖市、酒泉市、阿拉善盟水资源配置方案的荷载均衡状况，并依据负荷与承载能力评分二维坐标，分出低负荷-高承载能力、低负荷-低承载能力、高负荷-高承载能力和高负荷-低承载能力四个分区。评价结果表明：2015年三地水资源荷载状况均为Ⅳ级，张掖市综合评分为3.697，酒泉市为3.657，阿拉善盟为3.901，三地均处于高负荷-低承载能力区域；三地在水质维度上处于低负荷-高承载能力区间，水质维度评分均处于Ⅱ级，酒泉市水质评分优于张掖市，张掖市水质评分优于阿拉善盟；在水量、水域、水流维度上均处于高负荷-低承载能力区间，水量方面三地处于Ⅳ级，张掖市优于酒泉市，酒泉市优于阿拉善盟；水域方面张掖和阿拉善盟评分均处于Ⅴ级，酒泉评分处于Ⅳ级；水流方面三地均处于Ⅴ级。需要采取调控手段在水量、水域、水流方面上进行“增强承载”和“卸荷”。     

魁蚶加工副产物酶解工艺及酶解产物抗氧化效果研究

为高效开发利用魁蚶Scapharca broughtonii加工副产物,以水解度、氨基态氮含量和产物相对分子质量分布为指标,筛选了碱性蛋白酶、风味蛋白酶、酸性蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶5种蛋白酶,通过单因素和响应面试验,建立碱性蛋白酶最佳酶解工艺,并对最优工艺条件下酶解产物的抗氧化效果进行测定。结果表明:从氨基态氮含量和水解度的变化可知,碱性蛋白酶的酶解程度最高,其次为风味蛋白酶和酸性蛋白酶,中性蛋白酶和胰蛋白酶的酶解效果不佳;碱性蛋白酶酶解最佳参数条件为料液比(g∶mL)1∶4、pH 8.5、温度45℃、加酶量800 U/g、酶解时间3 h,在此条件下,水解度(DH)为35.74%;酶解产物具有明显的抗氧化效果,与十分之一用量的VC效果相当。研究表明,碱性蛋白酶是酶解魁蚶加工副产物获得较多小分子蛋白肽的良好用酶,本研究结果可为小肽型水产饲料开发提供基础数据。     

基于DEM仿真与试验验证的双轴螺旋输送机结构优化分析

针对螺旋输送机的输送效率问题,对双轴螺旋输送机输送颗粒物料的过程进行离散元法数值计算,并与单轴螺旋输送机输送物料的试验和模拟结果进行对比。在试验验证了仿真模型和参数正确的基础上,对双轴螺旋输送机的轴距和螺距2个参数与质量流速率(■)间的定量关系进行二元二次多项式拟合,得到拟合优度R~2=0.964 6的回归方程。研究结果表明:1)双轴的相对转动方向对■没有影响;2)螺距和轴距对■均有明显影响。■随着轴距的增大显著增大,大螺距时会在达到极值后趋于稳定或略有下降;■随着螺距的增大先增大至峰值后下降;3)双轴的螺距和轴距对颗粒运动影响显著。两轴中间位置颗粒的最小轴向平动速度与轴距呈现近似线性的递减关系,且螺距越大,其减小趋势越明显。     

基于动网格技术的双定子马达配流结构优化

为消除双定子叶片马达的配流冲击所产生的不利影响，对双定子马达的配流结构进行改进，即开设闭死压缩角与闭死膨胀角，有效实现预升压和预卸压。推导了双定子马达的闭死角数学模型，并对预升压与预卸压过程中闭死容腔内的压力变化特性进行了分析，基于动网格及其UDF（用户自定义函数）编程技术对双定子马达进行三维数值模拟计算。结果表明，与现有双定子马达相比，开设闭死角可以有效地减轻双定子马达的高压回流冲击以及压力突变的现象，使过渡区中油液压力的变化趋于平缓。     

滴灌和施用秸秆降低日光温室番茄地氮素淋溶损失

以一年两季设施番茄为对象,利用渗漏池收集渗漏液,研究了设施菜地不同灌溉模式(滴灌、漫灌)和施用有机物料(单施鸡粪M、鸡粪配施玉米秸秆M+C、鸡粪配施小麦秸秆M+W)对土壤矿质态氮、可溶性有机氮淋溶损失的影响。结果表明,日光温室栽培条件下,氮素的淋溶损失主要发生于秋冬季,滴灌和漫灌模式下,该季可溶性总氮淋失量占全年淋失量的56.8%和71.1%。漫灌模式下,冬春季和秋冬季可溶性总氮淋失量分别为114.3和281.1kg/hm~2,占单季氮投入量的12.5%和29.3%。与漫灌相比,滴灌使全年番茄产量和氮素吸收量分别显著提高15.6%和21.4%,氮素利用率(氮素吸收量/氮素投入量)显著提高47.5%,同时使全年矿质态氮(铵态氮+硝态氮)和可溶性有机氮淋失量分别降低68.6和47.4 kg/hm~2,降幅分别为33.1%和39.6%。与单施鸡粪相比,鸡粪配施秸秆(玉米或小麦)对番茄产量无影响,但显著降低灌溉水渗漏量和氮素淋溶损失量,使全年灌溉水渗漏损失量平均降低24.3%,全年矿质态氮和可溶性有机氮淋失量分别平均降低26.6%和33.7%。综上,可溶性有机氮在氮素淋溶损失中不可忽视,滴灌模式通过降低渗漏液中氮的浓度,配施秸秆通过减少灌溉水的渗漏损失,进而降低可溶性氮的淋溶损失。     

晋西南褐土上小麦苜蓿套作对土壤氮素及植物吸氮的影响

研究冬小麦和苜蓿不同种植模式在不同生长期内土壤氮素的变化特征，以期为粮草混播种植模式提供参考依据。依托 2014年在晋西南开展的田间试验，于 2017和 2018年研究了小麦单播、苜蓿单播和小麦苜蓿混播的作物产量以及土壤剖面氮素特征。结果表明:(1)两个试验年份内小麦苜蓿混播增加了作物生物量且小麦植株茎叶和籽粒氮含量均高于小麦单播；相比任一单作，小麦苜蓿混播显著提高了作物植株氮积累总量。(2)种植方式影响表层(0～ 30 cm)土壤硝态氮含量，3月春季返青时苜蓿单播高于小麦单播和混播处理，6月麦收时小麦单播和混播均高于苜蓿单播；苜蓿单独生长期(10月)200 cm深土壤剖面硝态氮含量依次为小麦单播 >混播 >苜蓿单播。不同生长时期小麦单播硝态氮随土壤剖面垂直淋失并于土壤深层大量累积，而小麦苜蓿混播后缓解了硝态氮的垂直淋失现象。(3)小麦返青时 0～ 30 cm土层苜蓿单播土壤铵态氮含量略高于小麦单播和混播，小麦地休耕苜蓿单独生长期 200 cm深小麦单播铵态氮含量低于苜蓿单播和混播。(4)越冬期(前一年 10月～ 3月)小麦苜蓿混播土壤无机氮得到了累积，小麦苜蓿共生期(3～ 6月)土壤无机氮处于消耗阶段，麦收后苜蓿单独生长期(6～ 10月)无机氮又得到了补充。