灰树花菇房温度监测及其测点布置研究

为避免灰树花畸形菇的形成,设计灰树花菇房温度监测系统。运用ANSYS FLUENT分析软件仿真模拟了菇房内的温度分布,指导灰树花菇房温度监测系统的监测点布置。通过比较理论值和试验值,得到T检验中的p值0.10大于0.05,说明二者差异很小,验证菇房多点温度监测系统的可靠性。对温度传感器安装位置进行优化,保证温度监测数据的正确性。     

食用菌菇房环境CFD模拟及送风管布置方案研究

食用菌栽培菇房生产规模化和大型化的发展,对通风部件和控制系统提出更高的要求.为此,以草菇栽培菇房为研究对象,进行环境测量试验,建立菇房CFD模型,进行CFD非稳态模拟,分析其内部环境分布情况,并讨论了通风部件参数对菇房内流场分布的影响.结果显示:模拟值与试验数据的最大绝对误差为0.3℃,吻合性较好;菇房的通风方式为紊流...     

基于神经网络的出菇房CFD温度均匀性预测模型

为预测出菇房内环境性能指标,采用CFD建立菇房模型并通过试验数据验证仿真结果准确性,对比可知温度的平均相对误差为4.9%,引入温度均匀性指标,设计正交试验进行CFD数值模拟,利用模拟数据训练GMDH(group method of data handling,数据处理组合法)型神经网络,最后得出温度均匀性指标的预测模型。分析结果表明,预测值与CFD仿真值相关系数达到0.942 5,平均绝对误差仅为0.042,预测精度较高,为出菇房的进一步优化提供可靠依据。     

基于CNN-GRU的菇房多点温湿度预测方法研究

有效获取温室出菇房的温湿度空间分布对于优化食用菌环境胁迫、病害预警、出菇房预调控至关重要,但传统的单点预测不能很好地满足菇房整体环境性能评估的需求。针对出菇房内温湿度时序性、非线性、空间分布差异性的特点,提出一种基于卷积神经网络(CNN)与门控循环单元神经网络(GRU)相结合的菇房多点温湿度预测方法。将温室室外历史气象数据、温室室内历史小气候环境数据、多点环境分布特征、通风信息和加湿信息多特征数据按照时间序列构造二维矩阵作为输入,采用CNN挖掘数据中蕴含的有效信息,提取反映温室环境数据相互联系的高维特征,将提取的特征向量构造为时间序列输入GRU网络进行多点温湿度预测。将该预测方法应用于北京市农林科学院的日光温室出菇房内多点温湿度预测,实验结果表明,该预测方法对于出菇房内各点温度RMSE平均值为0.211℃,MAE平均值为0.140℃,误差控制在±0.5℃范围内的平均比例为97.57%;对于出菇房内各点相对湿度RMSE平均值为2.731%,MAE平均值为1.713%,误差控制在±5%范围内的平均比例为92.62%;相比传统的BP神经网络、长短期记忆神经网络(LSTM)和门控循环单元神经网络(GRU),该预测方法具有更高的预测精度。     

机械通风条件下玻璃温室热环境数值模拟

利用CFD方法对机械通风条件下温室内热环境进行建模,在模型中考虑了作物、太阳辐射和热辐射,采用标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法的有限体积法对流场微分方程进行离散,对室内流场和温度变化以及分布进行了数值模拟.通过在Venlo型温室采集关键位置的温度和速度数据,与仿真结果比较发现测试点的温度误差除少数外均控制在3 ℃之内,相对误差控制在10%之内,验证了建立CFD模型的有效性.     

基于多孔介质的玻璃温室加热环境数值模拟

利用CFD方法对冬季夜间加热温室热环境进行建模,模型中考虑热压、热辐射和作物的影响,作物用多孔介质替代,采用标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法的有限体积法对流场微分方程进行离散,对室内流场和温度变化以及分布进行了数值模拟.通过在Venlo型温室采集关键位置的温度和速度数据,与仿真结果比较发现,测试点的温度误差均控制在2℃之内,少数相对误差控制在15%之内,大多数控制在10%之内,验证了所建CFD模型和用多孑L介质替代作物的正确性.     

大型食用菌培养房室内制冷系统优化设计

为了提高食用菌的成品率和大规模生产,需要了解食用菌厂房内环境分布总体状况以维持培养房内温度及其均匀性,以上海某食用菌厂房为研究对象,首先利用CFD软件建立三维模型、仿真,并对比模拟结果与试验结果,证明模拟数据的有效性和可行性,最终提出4种方案,对不同方案模拟结果的对比,选取最优方案.结果表明:标高0.1,1.8和3.5 m处平均温度与数值模拟结果差距1.0℃左右,基本比较吻合.其中方案1安装喷嘴装置,在改善培养房间的流场和温度场分布,提高房间内温度分布的均匀性的作用最为突出,但增加一定的能耗,并没有达到节能的目的.开展厂房内环境分布的研究与优化工作,给生产操作提出指导意见,在增加食用菌产量方面具有重要意义.     

基于CFD畜禽车厢体内温度场和速度场的模拟

为避免畜禽运输车在运输过程中因气流不均导致家禽损失,利用CFD模拟方法对畜禽运输车封闭式厢体内的温度场和速度场进行仿真分析。模拟结果表明,温度、风速较大的区域主要集中在每一层的第3、第4栏中,速度分布模拟值与实测值的相对误差范围为2.7%~5.1%,温度分布模拟值与实测值相对误差为1.2%~4.1%。模拟的气流速度和温度与实测的气流速度和温度值有着相同的变化规律,其中实测值与模拟值的最大误差不超过2℃,但由于气流的不均匀,高温仍集中在每一层的尾部。使用CFD模拟方法能够真实表达畜禽运输车厢体内气流状态,对厢体内温度场和气流场的模拟是一种有效的方法。     

基于无人机光谱遥感的田块尺度蒸散发空间分布估算

针对农田中高分辨率空间模式蒸散量(ET)缺少有效量化的问题,提出一种基于无人机(UAV)估算农田蒸散量的方法。构建了M100型多旋翼无人机搭载FLIR Vue ProR热像仪和Micasense Red Edge多光谱成像仪的采集数据平台;将无人机数据匹配卫星遥感蒸散模型,比较典型单层模型METRIC(Mapping evapotranspiration at high resolution with internalized calibration)模型和典型双层模型RSEB(Remote sensing energy balance)模型在农田中的适用程度;针对RSEB模型的土壤热通量计算方式不适用于农田环境的问题,对模型进行基于多光谱数据的改进;针对模型中温度参数易产生较大误差的问题,基于无人机热像仪数据与实际温度间的关系,对获取的热像仪数据进行校正;将模型计算值与涡度相关系统(OPEC)测量值进行对比。结果表明,结合无人机多光谱数据的RSEB模型经过温度校正可得到结果较为准确的通量数据,显热通量均方根误差为20. 013 W/m~2,平均绝对误差为15. 835 W/m~2,潜热通量均方根误差为40. 202 W/m~2,平均绝对误差为26. 017 W/m~2,进而得到分米级分辨率的农田蒸散量空间分布图。本文估算方法可以有效获取高分辨率空间模式的田间蒸散量,为精准农业灌溉提供技术支持。     

基于改进AdaBoost算法对环柄菇毒性判别研究

使用改进的AdaBoost算法,根据环柄菇的特征对其毒性进行判别,提高环柄菇毒性的判别速度和准确性.首先通过计算数据集的初始权值分布,根据权值分布对训练集进行学习,得到弱分类器,根据弱分类器的分类结果,将错误的样本权值加大,同时计算出各个样本特征的权值,并删去权值系数小于规定值的特征;计算每个弱分类器在训练集上的误差率...     

玻璃温室自然通风热环境时空分布数值模

温室内温度的时空分布及变化与外界气候环境之间有较强的耦合性.以Venlo型两连栋空玻璃温室为研究对象,基于计算流体动力学(CFD)技术,应用离散坐标(DO)辐射模型对温室内温度时空分布及变化进行了3-D稳态数值模拟与试验验证.结果表明:白天各时刻空温室内平均温度的模拟值与实测值吻合良好,最大相对误差为11.3%,平均相对误差为7.6%;温室内温度的空间分布梯度明显,作物区温度分布比较均匀,约在28.5～28.8℃左右.DO辐射模型模拟太阳辐射对玻璃温室内热环境的影响是可行的.     

老菇棚要拆架消毒

蘑菇生产中，流行这样一句话：“一年好，二年差，三年收不到啥”，就是说，菇房种菇时间越长，产量就越低．原因是蔬房的消毒工作未做好，种菇时间越长，菇房内残存的杂菌越多，对蘑菇生产带来危害，蘑菇的代谢产物和一些废物、废气吸附在床架、墙壁、地面上，也抑制蘑菇生长。虫害和条菌的菌丝，可潜伏在床架和建筑材料之中。因此，要使老菇房持续高产、稳产、每年须进行一次彻底的消毒，方法如下：门）蘑菇生长结束后，应及时拆架。把培养料从菇房里清出、彻底打扫干净。菇房要通风干燥。（2）拆除的培养料要送到离菇房较远的地方，以防…     

高强钢板热冲压模具冷却水道优化设计

利用ANSYS/LS-DYNA模块对保压淬火过程零件及模具的温度场分布进行了数值模拟,分析高强钢板热冲压模具冷却系统均布水道的不足.在此基础上通过APDL参数化编程语言,选择零阶与一阶搜索相结合的优化算法,编写优化程序,以模具冷却水道半径、相邻水道间隔尺寸和水道与模面距离等参数为优化变量,以板料温度分布均匀和保证降温速率达到临界冷却速率为优化目标建立目标函数,优化后目标函数值为26.553(优化前为64.404).对优化前后成形件的温度分布进行了比较,得到成形件最高温度下降了44.5％,最低温度下降了14.5％,实现了对冷却水道各参数的优化.最后通过实验验证了优化结果的正确性.     

基于CFD的螺旋槽干气密封端面流场流态分析

应用Gambit软件建立三维螺旋槽干气密封模型,并对其进行了网格划分.在特定工况下,运用Fluent软件对螺旋槽干气密封内部微间隙三维气体流场的两种流态,即层流和湍流分别进行了数值模拟,得到了两种流态的压力分布、速度分布以及泄漏量.运用模拟得到的层流和湍流的速度,根据流动因子进行了理论计算,结果表明：螺旋槽干气密封端面气体是以层流流动的.将模拟得到的层流和湍流的泄漏量与其相同工况下试验所测得的泄漏量进行对比分析,结果表明：螺旋槽干气密封端面气体亦是以层流流动的,模拟层流泄漏量为6.92×10^-6m^3/s,试验值为6.94×10^-6m^3/s,十分接近.综合以上两种结果表明：在一定工况下,螺旋槽干气密封端面气体是以层流流动的.     

热泵烘房结构及参数优化仿真设计

为解决热泵烘房干燥过程中存在的产品品质不稳定、干燥效率低等问题,借助计算流体动力学（CFD）仿真软件进行了基于烘房内气流分布的数值模拟,分析了速度分布均匀性问题,并通过改进烘房结构及速度参数开展模拟仿真与分析。结果表明：空载条件下,设置导流板倾斜角度为15°时,烘房内的气流分布效果较好;设置排风风速为6m/s时气流均匀性效果较好,且对比得出排风速度对烘房内气流的影响最大;加载条件下,选择排风速度为6m/s时可以较好地适应烘房干燥作业;排风速度为6m/s、导流板倾斜角为15°组合下可以使气流分布更均匀。     

考虑水滴运动蒸发的喷灌水量分布模拟

提出了有风条件下喷头水滴运动与喷灌水量分布模拟方法,并利用Visual Basic 6.0开发了喷灌水量分布模拟软件.该软件在已知单喷头的径向水量分布数据时,可以模拟出不同风速、风向、空气温湿度等环境条件下单喷头或多喷头组合的喷灌水量分布,计算出喷灌系统的组合喷灌强度、喷灌均匀系数和蒸发损失率.以9708A型喷头为例,分别对工作压力为0.20、0.25和0.30 MPa下单喷头径向水量分布以及喷灌系统组合间距为14 m x 14 m和14 m×12 m时的喷灌水量分布进行了模拟,并与实测值进行了对比,结果表明:模拟的单喷头径向水量分布与实测值总体一致,由模拟水量分布推算的喷头流量与实测值的相对误差为0.83％ ～8.01％;喷灌均匀系数模拟值与实测值的相对误差为0.69％～6.36％,蒸发损失率模拟值为0.51％ ～ 1.75％,小于实测的水量损失率.模拟了不同组合间距下的喷灌水量分布,得到的喷灌均匀系数模拟值与其他软件比较,相对误差在0.11％ ～2.44％之间.     

双燃料发动机活塞热负荷预测研究

建立柴油—天然气双燃料发动机工作过程仿真模型,将仿真得到的环境温度和换热系数作为热负荷加载到活塞上,计算得到活塞温度场分布情况,活塞仿真温度值与实测值误差在工程允许范围内,以喷油提前角、替代率、功率、转速、NO_X排放和过量空气系数为自变量,活塞表面最高温度和活塞第一环间平均温度作为因变量,用偏最小二乘回归法建立活塞表面最高温度以及活塞环间平均温度模型。结果表明:NO_X对活塞表面最高温度及活塞环间平均温度影响最大,影响权重分别为0.30和0.31,活塞表面温度检验的最大误差值为5.7%,活塞环间平均温度的最大误差值为7.1%,基本满足工程要求,为双燃料发动机改装提供依据。     

季节性冻土区保温井房研发及保温效果评价

井房是以地下水为水源的灌溉工程建设中一个重要的部分,井房内通常安装水泵、配电柜、闸阀、变频器等设备。由于传统的砖混式井房不具备保温功能,极端气温对井房内的设备产生不利影响,甚至会造成设备损坏,缩短设备使用寿命。研发了一种新型的一体式保温井房,以太阳能为能源,利用碳热纤维对井房进行加热,井房外壁夹层中填充保温材料,安装基础采用泡沫板进行保温。大田试验表明,井房内外日均温差基本呈现抛物线分布,当井房外气温较高时,井房内升温值较小,当井房外气温较低时,井房内升温值较大,在冬季一体式保温井房内外日均升温幅度可达9℃左右。一体式保温井房使井房内在冬季升温明显,可以有效减少我国季节性冻土区井房内设备冻害发生。     

北方寒冷地区猪舍通风流场模拟研究

内蒙古等北方寒冷地区存在早晚温差大、冬季时间长且气温低的特点,而畜禽舍的保温和通风能力不足制约了北方寒冷地区养猪场的发展。为了研究北方寒冷地区猪舍空气流场的分布规律,用于指导猪舍的改进和优化设计,以内蒙古农业大学科技园区母猪舍为研究对象,采用计算流体动态模拟CFD(Computational Fluid Dynamics)方法 ,对猪舍横向与纵向两种通风方式进行空气流场、温度场变化规律三维数值模拟研究。模拟结果表明:纵向通风方式下,空气进入后在猪舍中间形成一股主气流,出口速度较大,其他位置速度值较小,出口温度较高;横向通风方式下,形成多个主气流,在挡板作用下出现涡流,同时靠近出风口位置速度比较大,卧床内温度分布比较高;两种通风模式对比下,横向通风时气流均匀性比纵向通风差,死角多但是温度变化小,适合寒冷北方保温。对横向通风的模拟值与实测值的现场试验对比结果表明:21个测点测试值与模拟值平均相对误差的平均值为12.46%。这说明,现场实测与数值模拟有较好的吻合度。数值模拟优化后加置3个挡风板,气流平均速度增大27.8%,气流不均匀性降低53.2%。该研究可为北方寒冷地区猪舍结构优化设计和环境调控提供理论依据。     

藏灵菇发酵乳功能性及藏灵菇中益生菌的应用研究

藏灵菇含多种可共生的微生物,包括乳酸链球菌、嗜酸乳杆菌、短乳杆菌、干酪乳杆菌和啤酒酵母等益生菌。用藏灵菇发酵得到的乳制品营养丰富,有改善肠道微环境、增强机体免疫力、降胆固醇和抗癌等保健作用,因此藏灵菇一直是乳品生产中研究的热点。藏灵菇作为天然的共生菌,菌种间没有拮抗作用,但其菌相极易失衡,菌粒的回收和清洗再利用过程繁琐,限制了其在工业化生产的应用。研究藏灵菇的菌相和藏灵菇发酵乳品的功能性,探讨藏灵菇发酵乳的工业化生产方式,将有利于功能性乳品的开发。