新型农村绿色建筑的构建与能耗分析

为了利用可再生能源满足农民燃气、生活热水和冬季采暖等多层次用能需求,结合农民冬季生活习惯,构建了集成太阳能恒温沼气池系统、低温辐射床等供能系统的30 m2农村绿色建筑.研究了冬季不同环境温度下绿色建筑的能量收支平衡及其经济性,研究结果表明:该绿色建筑能够利用农村可再生能源满足农民燃气、生活热水和冬季采暖的用能需求,环境温度为-20℃时室内温度高于15℃;与传统砖混结构的农村建筑相比,新型农村绿色建筑年节约标准煤2.8吨,节省费用3275元,增加的系统投资回报期为3.9年.     

滴灌春小麦水肥耦合与产量关系试验研究

基于大田滴灌施肥条件下,观测了春小麦不同生育阶段的分蘖数和叶面积指数,测量了春小麦的实际产量,建立滴灌春小麦水肥耦合与产量的关系。分析结果表明,春小麦各生育阶段的施肥增产系数分别为:0.17(苗期—分蘖期)、0.35(分蘖—拔节期)、0.41(拔节—抽穗期)、0.07(抽穗—灌浆期)、0.11(灌浆—收获期),滴灌春小麦苗期—分蘖期、抽穗—浆期和灌浆—收获期施肥对增产的作用不大,而分蘖—拔节期和拔节—抽穗期施肥对增产的作用最大。在高频滴灌条件下,根据春小麦需肥规律在每个生育阶段都随水施肥,可以提高春小麦的产量。     

基于最小生成树模型的树状灌溉管网的优化设计

针对灌溉管网优化中的管网布置和管径选择问题,以追求管网投资最小为目标,采用结合设计者工程经验的Kruskal算法生成符合工程要求的灌溉管网最小生成树。将管网中的线路根据节点之间的距离进行边权赋值,参与最小生成树求解,保证算法的可用性,并与相关生成树算法进行比较。实例研究表明,该方法能克服局部最优解的缺陷,能快速求解符合工程实际的树状管网布置和管径。     

最小二乘支持向量机模型在径流预报中的应用

为解决径流中长期预报模型精度较低的问题,提出了一种基于混沌时间序列的最小二乘支持向量机预测方法,该方法依据相空间重构技术以及最小二乘支持向量机模型(以下简称LS_SVM)。利用该模型对黄河三门峡1919-1989年的71年实测年径流量进行预测。经过反复计算分析表明LS_SVM模型在径流中的应用具有较快的计算速度、较好的泛化能力以及较高的预测精度。     

丸粒化包衣种子识别检测系统设计与试验

由于存在包衣配方不统一、包衣机自动化水平低等问题,目前我国种子包衣合格率检测精度和效率较低。为此设计了一套丸粒化包衣种子识别检测系统,针对形状为类球体的包衣种子进行识别。首先,搭建拍摄平台,拍摄的图像传输至识别控制系统中进行图像前期处理。其次,根据图像处理后不同类型包衣种子特征提出了一种识别检测算法,根据破损包衣种子与其它包衣种子图像面积比例的差异,利用高级形态学处理实现破损包衣种子的识别。根据多籽种子与合格种子颗粒像素值的差异实现对多籽种子以及合格种子的识别。最后,对种子总数、合格数、多籽种子数及破损种子数进行检测,计算得到包衣合格率。以红三叶种子进行试验,结果表明：整套系统图像采集、处理与识别时间约为3s;运用高级形态学处理识别破损包衣种子准确率达98.8%;当试验样本为200粒时,总数识别算法的准确率达到99.1%;对合格包衣种子以及多籽包衣种子识别相对误差分别为1.18%与3.36%。该识别检测系统实现了拍摄、图像处理、检测识别以及结果保存等功能,实现了包衣种子的无损检测。     

基于边界层理论的叶轮的仿真

根据边界层理论推导的叶片型线方程，用pro/E建立了叶轮的三维仿真模型。该模型提供了设计离心式固液两相流泵叶轮的一种方法，通过pro/E的族表功能，只要输入叶轮的基本参数就能快速生成基于边界层理论的叶轮的模型，所以建立该模型对工业生产有一定的参考价值。     

基于鼹鼠多趾结构特征的仿生切土刀片设计与试验

为降低土壤耕作阻力,分析了鼹鼠前肢手掌的多趾组合结构特征,得到鼹鼠多趾组合结构是一种多窄齿组合结构,且相邻齿间间距可调整,最终确定了多趾组合结构的数学模型。基于该模型,设计了具有仿生结构特征的切土刀片。通过土槽试验,采用四因素三水平的二次正交回归试验方法,分析仿生结构元素m和n、土壤含水率和切土倾角对水平阻力的影响,得到土壤含水率和切土倾角对水平阻力的影响更显著,最优仿生结构元素m为5、n为1.75。通过比较传统和仿生刀片在切土倾角10°~90°和土壤含水率10%~30%下的水平阻力,得到仿生几何结构对刀片切土的临界倾角无显著影响,但土壤含水率对其有显著影响：当土壤含水率为10%和20%时,临界倾角均为30°左右;当土壤含水率为30%时,临界倾角均在40°~50°之间。然而,仿生几何结构对刀片所受的水平阻力有显著影响,在相同的土壤含水率下,仿生刀片的水平阻力总小于传统刀片的水平阻力：当土壤含水率为10%、20%、30%时,仿生刀片的水平阻力分别减小11.48%~39.16%、17.81%~28.00%和11.19%~33.26%。此外,水平阻力的变化与土壤内聚力具有极大的相关性,研究表明土壤含水率为10%~20%时,仿生刀片具有更好的切土性能。     

工程塑料泵叶轮强度计算

针对目前广泛使用的工程塑料泵叶轮，对叶片和盖板进行受力分析，得出不同比转数叶轮叶片所对应的系数k1。根据简化模型并应用轮盘理论，详细推导了塑料泵叶轮强度计算公式。结合应用实例，对几种常用工程塑料泵叶片和盖板的强度进行了校核。计算和分析表明：工程塑料中，UHMWPE和PP的部分牌号可以满足强度要求；而PPO和PVDF由于性能优良，可以满足强度要求，从而为泵用工程塑料的选择和使用提供了理论依据。     

基于双CAN总线的农用环境参数测控仪的设计

提出了基于双CAN总线的农用模块化多CPU网络型环境参数测控仪的设计,将测控仪分为模糊运算通讯、环境参数测量、输出操作控制、环境参数输入显示4部分模块电路,各模块间通过内CAN总线实现数据交换,测控仪可与上位机间通过外CAN总线实现数据交换.测控仪实现多种参数测控及自校正,通用性强、接线简单、工作可靠、维护方便,易于构成大规模设施农业测控系统.     

农田捡石机捡石机理研究

目前,我国山区农田砾石的处理一般都是采用人工捡拾的办法,不但劳动强度大,而且效率低.为此,对国内外农田捡石机的发展进行了初步分析,研究了具有代表性的几种捡石机理,以便据此设计出一种适合我国山区农田的捡石机器,为山区农田的增产增收服务.