基于北斗卫星导航的秸秆机械化还田作业管理系统

为满足秸秆机械化还田作业精准化管理的需要,解决还田工作中作业面积统计困难、现场核查工作量大、全局管理难以实现等若干现实问题,设计了基于北斗卫星导航的秸秆机械化还田作业精准管理系统。系统集成北斗卫星导航定位、物联网、地理信息系统等信息技术,通过北斗卫星导航农业机械车载信息终端,实时采集、处理秸秆还田作业中的定位和状态数据,获取还田现场的高清影像。通过建立作业管理信息系统,实现作业监控、地块识别、面积量测、质量评估、指标统计和指挥调度等功能。试验结果表明,系统可以有效实现轨迹监控、灵活调度、分类统计分析,提高了秸秆还田机械化作业效率。同时,地块识别率和地块面积统计达到了作业精度要求,可以满足秸秆机械化还田作业的需要。     

基于滑移网格技术的揉碎机内流场研究

为研究揉碎机揉碎腔内的流场结构和流动状态,运用计算流体力学方法,基于滑移网格技术,对揉碎机空载时腔内的湍流非定常流场进行了三维瞬态数值模拟,得到了转速为2 800r/min时,揉碎机转子转动1周时间内,揉碎室和抛送室的流场空气动力学特性参数随时间变化规律,准确地反映了瞬态流场结构信息。结果表明:低压区在抛送室中半径为0~20mm附近,最高压力区在抛送叶片与内壁间隙,容易形成回流造成物料排出不易;启动阶段最大速度发生在出料口内侧尖角区域;轴向压力速度分布过于均匀,进而影响整机效率。此研究为揉碎机内部流场结构优化提供了新方法,提出了改进该机型的方向,为优化该机效率奠定了理论基础。     

VIC模型在西江流域径流模拟中的应用

基于大尺度陆面水文模型VIC模型,以确定性系数、相对误差为评判标准,以1961-1990年为研究期,对西江流域12个水文站的径流过程进行模拟分析。结果表明:在研究区参数率定期与验证期内,多年径流模拟效果良好,确定性系数较高,相对误差较小;以1975年为例,VIC模型能够基本再现天峨、武宣水文站年内日径流过程。可见VIC模型在西江流域基准年时期具有较好的适用性,可为流域径流预报以及区域未来气候变化对径流变化影响的研究奠定一定基础。     

自适应滴头的控制体受力分析

为分析自适应滴头的自动调流功效,研究了自适应滴头控制体的弹性调节膜原始尺寸和装配后的预变形挠度,进行了弹性调节膜的综合受力分析,并运用力学的作用应力、挠度和有效面积以及接触面的密封比压等理论分析与计算方法,得出控制合力对接触面的实际密封比压。结果表明：自适应滴头弹性膜片在装配变形挠度产生的预紧力和土壤负压20 kPa等控制分力的共同作用下,产生的最小实际密封比压为0.61 MPa,而计算的理论密封比压也为0.61 MPa,符合两个接触面正向压紧密封需要的“实际密封比压不小于理论密封比压”条件,足以维持滴头的初始断水模式,并处于止水、通水的临界状态。当土壤继续干旱、土壤负压微微变大到21 kPa以上时,实际密封比压降至0.54 MPa,远小于理论密封比压,滴头即开始滴水,进入自动调节通水状态,有效地实现了自动调流功效。     

不同沟灌方式下夏玉米单作物系数试验研究

采用FAO推荐的单值作物系数法,对常规沟灌和控制性交替隔沟灌溉两种灌水方式下不同水分处理（水分控制下限为田间持水率的80%、70%、60%）的夏玉米作物系数进行研究。结果表明：灌水方式修正系数可用相对蒸腾量来表示,与播后天数具有良好的6次函数关系,相关性显著;两种沟灌方式的单作物系数呈现相同脉冲波动变化趋势,但交替隔沟灌的作物系数小于常规沟灌;利用单作物系数法计算作物需水量与实测值相比偏差均低于10%,吻合良好。     

玉米全膜双垄沟直插式精量穴播机设计与试验

为适应我国西北地区旱地玉米全膜双垄沟播作业需求,解决传统膜上播种机具作业存在挑膜、撕膜、种穴与幼苗错位等问题,设计了一种玉米全膜双垄沟直插式精量穴播机。该机采用凸轮-曲柄滑块机构、运动放大机构实现了成穴器的投种控制与定点强制开启。仿真分析与田间验证试验表明,直插式精量穴播机在覆膜垄沟播种作业时,成穴器位于播种段与出土段的水平分速为零,播种株距可在一定范围内调节,穴孔布置、成穴器运动轨迹均合理,满足玉米全膜双垄沟播作业的农艺技术要求。     

北京市不同类型喷灌设备应用效果试验

选取北京市常用的半固定式喷灌设备和圆形喷灌机,在房山区窦店镇、密云区河南寨镇开展实地喷灌效果试验,从灌溉设备质量、灌溉强度、灌溉均匀度和灌溉前后的土壤水分变化等方面,对半固定式喷灌设备和圆形喷灌机应用效果进行分析。结果表明,半固定式喷灌设备喷灌均匀度为86.8%,圆形喷灌机喷灌均匀度为92.3%,与传统管灌相比,在冬小麦灌溉中应用半固定式喷灌设备和圆形喷灌机可分别节水1 514.55、1 771.2 m3/hm2,节水率分别达到31.71%和34.88%。在产量方面,应用半固定式喷灌设备和圆形喷灌机可分别提高小麦产量0.45%和2.99%。结合设备应用成本和节水效果,建立了喷灌设备应用规模数学模型,结果显示,当连片灌溉面积超过22.08 hm2时,使用圆形喷灌机综合效益更高。试验结果为北京市进一步推广大田节水喷灌技术提供了理论依据和设备支撑。      

基于注入截面法的颗粒饲料离散元模型参数标定

采用离散元法进行颗粒饲料后喷涂、冷却、输送、仓储、饲喂等关键环节的工作过程仿真分析时,需要建立颗粒饲料离散元模型并通过测定休止角来标定离散元参数,用以测定休止角的传统装置与方法,存在样品用量多、测定繁琐的情况。本文提出了一种基于注入截面法的休止角测定装置与方法,通过颗粒堆积体截面的轮廓线直接获取休止角,从而进行休止角的模拟与测定。建立与颗粒饲料形态相近的离散元模型,借用GEMM(Generic EDEM material model database)数据库获得离散元模型参数范围。以滑动摩擦因数X1、碰撞恢复系数X2和滚动摩擦因数X3为试验因素,以颗粒饲料堆积休止角Y1为评价指标,按照3因素5水平正交旋转组合设计试验方法,利用DesignExpert 8.0.6软件回归分析法和响应面分析法,建立了3个因素以堆积休止角为评价指标的数学模型。以颗粒饲料休止角真实测得值为目标,对回归模型进行寻优,得到优化后的标定参数组合:颗粒饲料间滑动摩擦因数为0.41,碰撞恢复系数为0.53,滚动摩擦因数为0.08。以此优化解进行仿真试验,结果显示预测休止角为29.43°±0.70°,误差为3.1%,休止角仿真和试验在堆积角度和形态上相似度较高。结果表明了基于注入截面法的颗粒饲料离散元建模与休止角测定试验的有效性和可行性。     

基于响应面法的旋流泵优化设计

以旋流泵最高效率、高效区范围及在小流量区的扬程-流量曲线稳定性为目标函数,先采用Plackett-Burman试验设计筛选结构参数,并根据结构参数对目标函数的影响将其划分为3个等级:显著因素、次显著因素和非显著因素;再由中心复合设计和Box-Behnken设计及响应面分析确定各级结构参数的最优设计点.该方法以CFD计算结果为基础,构造旋流泵的结构参数与多目标函数的响应面近似模型,分析了结构参数间的交互效应.对最优设计点的泵进行了试验研究,试验结果与CFD计算值吻合,在设计工况下效率的相对误差为4.89％,且较优化前的模型在性能上有明显改善,表明基于试验设计和响应面法可用于旋流泵的优化设计.     

ZL-9601赖氨酸生产菌某些特性及发酵试验的研究

本研究对ZL-9601赖氨酸生产菌菌株的形态、培养特性和生理生化特性进行了初步鉴定和分析,并以糖蜜为主要原料,初步确定了该菌的产酸能力.结果表明,该菌为短杆菌(0.8～1.0×1.0～2.5 μm), 需氧, 发酵最适温度30℃, 最适pH7.0～7.2, 最适碳源为葡萄糖, 最适氮源为硫酸铵; 该菌不分解赖氨酸, 可耐15%的赖氨酸, 耐30%的葡萄糖.以糖蜜为主要原料, 在最适温度和pH的条件下, 产酸可达6%以上.