基于农田土壤的超声波传播特性试验

超声波作为一种可靠的无损检测技术,是实现精准农业的重要手段。农田环境可能存在着小石块等异物,研究超声波在含石土壤中的传播特性有助于实现农田环境的精准监控。为此,以Biot模型为基础,建立了非饱和土壤环境下超声波的传播模型,并试验验证模型。以不同的土石成分、土石比例混合而成的岩土混合体作为传播试样,探究超声波在试样的声速、衰减系数等参数。试验以砂土、壤土为试验样土,以白玉石、刚玉圆球作为试验石块,结果表明:超声波声速与衰减系数与土石比例具有较好的相关性;随着土石混合体石块比例上升,声波均出现振幅减弱、声速下降的现象。     

玉米堆摩擦角的测定与研究

利用直剪仪对玉米(水分率为11.05%、12.34%、16.72%、17.57%w.b)的内摩擦角进行了实验测定与分析。结果表明:玉米的内摩擦角变化范围是22.81°~35.20°,玉米的内摩擦角随剪切速度的增加而减小,随法向压应力的增加而减小,随水分的增加而增加。     

活立木茎干水分状况实时检测传感器研究

活立木茎干水分状况是植物生命状态的有效体现,其中茎干含水率(Stem water content, StWC)和液流密度(Sap flux density, SFD)是研究植物体内水分变化规律的重要参数。准确检测活立木茎干同一空间位置的含水率和液流密度可以更有效地分析2个参数的关系、评估植物生长状况。将基于驻波率(Standing wave ratio, SWR)原理的茎干水分检测方法和基于热比率法(Heat ratio method, HRM)原理的茎干液流检测方法结合,设计了活立木茎干含水率和液流复合参数检测传感器,复合传感器的含水率检测单元和液流检测单元复用一套三针式探针,可对活立木茎干同一位置的含水率和液流实时精准检测。含水率检测单元输出电压与介电常数(6～53.3范围内,对应茎干含水率为0～85%)具有良好的线性关系(决定系数R²=0.970 1),静态稳定性良好(长时间测试最大波动为0.6%全量程)。以杨树为研究对象,含水率检测单元与BD-IV型植物茎体水分传感器的对比实验结果一致(决定系数R²=0.980 0)。液流检测单元与S...     

蝗虫对蓝波谱不同偏光属性刺激效应的视偏响应效应测定

为明确蝗虫对蓝光视励光质及其偏光的视敏响应差异性,获得蝗虫视敏激励性光电诱导信息及蝗虫诱导光源设计参数,针对蝗虫群体对蓝光及其偏光不同光质刺激属性的视响应效应测试试验,确定了蝗虫视敏视励响应良好的光特征和光信息强化措施。结果表明:线偏蓝光照中,线偏光起偏效应决定蝗虫视响应程度的矢敏性、线偏光照度制约蝗虫的视趋强度及视聚集效果,且较弱光照中偏振片线偏光质的视激性较优,而退偏蓝光照中,蓝光光照强度决定蝗虫视趋强度的视励性及视聚集的视敏性,且偏振度及E-矢量光照度呈现强化或抑制蝗虫偏光敏感响应的交互作用效应;线偏及退偏光照度增强,抑制蝗虫对较强光照退偏光的视聚集效应并呈现偏光E-矢量的矢敏响应差异,且弱光照线偏光及退偏0°矢量的视响应程度较优,采取竖条纹与偏光耦合强化偏光激励信息、降低偏光光照度优化视敏视励信息,相对于100 lx偏光,引起视敏性矢量发生变化且其120°矢量敏感性较强,但视趋强度及视聚集效果以10 lx时330°退偏光最优;蝗虫对退偏光的视趋强度及视聚集效果与偏振度及视励信息、偏光光照度分别呈正负相关性,且蝗虫对10 lx偏光的视响应效应呈现矢量变化的弦函响应变化规律,结果表明蝗虫在弱光照蓝偏光中具有E-矢量的偏敏响应模式及视偏响应最强矢量,则利用10 lx的30°及330°蓝偏光与100 lx时线偏蓝光或10 lx的0°蓝偏光耦合效应,可有效提高蝗虫视偏响应效果。     

基于沙里寨水文站水面流速系数分析研究

在实测河道流量时,往往因为洪水涨落急剧、洪峰历时短无法采用多点法施测流速;或在采用浮标法及缆道流速仪法施测流量时,多采用水面一点法施测流速,而在计算垂线平均流速时涉及水面流速系数的问题.通过对大洋河沙里寨水文站实测的垂线五点流速,建立水面与垂线平均流速相关关系,确定该站水面流速系数.     

固液两相流离心泵内部流场数值模拟与磨损特性

基于Particle模型和非均相模型,运用流场分析软件ANSYS-CFX对固液两相流离心泵的内部流场进行了数值模拟。对液相采用标准k-ε湍流模型,对固体颗粒相采用离散相零方程模型,壁面设置为自由滑移壁面条件。分析了在颗粒体积分数为0.1,固体颗粒直径分别为0.1、0.25、0.5、0.75mm时,过流部件壁面处固体颗粒相的滑移速度。结果表明：随着颗粒直径的增大,壁面处固体颗粒相的滑移速度增大;固体颗粒相向叶片工作面偏移;在叶片头部、叶片压力面和吸力面的中部到尾部处、蜗壳起始段靠近隔舌处和靠近叶片压力面尾部的前后盖板处等壁面,固体颗粒相的滑移速度较大,磨损较为严重。     

明渠水流测线平均流速横向分布及其应用

基于室内与田间试验,分析了明渠水流流速分布特性,提出了水流测线平均流速横向分布抛物线规律和明渠测流方法。结果表明,抛物线规律表达测线平均流速横向分布具有较高的计算精度,在(1-2x/B)>0.1的范围,实测与拟合计算流速的相对误差在±5%之间;利用测线均速抛物线规律对不同渠形测流具有良好的适用性,相对误差在±5%之间,且减轻了田间施测工作量和便于灌区测流自动化。     

小型电磁振动式小麦播种机的研制

针对传统小型小麦播种机的缺点,设计了一种播种质量高、速度快、安全可靠、播种成本低、适应不同田间要求、能有效减少能耗的小型电磁振动式小麦播种机。该机田间作业时,将开沟、播种、平土一次完成,大大简化了小麦播种时的生产流程,有利于进一步提高播种效率和解放生产力。为此,介绍了小型电磁振动式小麦播种机的整体构造,分析了小型电磁振动式小麦播种机的工作原理。通过对此播种机的性能试验,验证了本机具有能耗低、效率高、播种流程简单等优势。经过进一步的改进,此机将在播种小麦方面有较好的发展前景,同时对各种低能耗播种机的研制也具有一定的参考作用。     

离心泵叶轮平衡腔内液体流动特性及圆盘损失分析

在离心泵0.8Qsp、Qsp、1.2Qsp流量工况点,外特性及平衡腔内流动特性数值计算结果与试验结果基本一致的基础上,研究平衡腔液体流场分布情况,绘制平衡腔内液体不同角度和半径无量纲圆周、径向分速度沿轴向分布曲线,分析平衡腔液体流动特性,计算平衡腔区域叶轮盖板外侧圆盘摩擦损失。结果表明:平衡腔液体流动存在核心区和两湍流边界层,主要流动特征为圆周剪切流与径向压差流。同一流量点,平衡腔流动核心区无量纲圆周分速度随半径的增大而减小,无量纲径向分速度近似为零,而湍流边界层液体受泄漏流影响较大,且不具有轴对称性。流量越小,同一角度和半径的平衡腔液体旋转角速度越小,平衡腔区域叶轮圆盘摩擦损失越大。泵内圆盘摩擦损失理论公式未考虑流量工况变化因素影响,且理论公式结果大于试验结果和数值计算结果。     

基于ICEM和FLUENT温室雾化喷头内部流场分析

为了解喷嘴内部流场变化情况,并为今后喷头外部流场特性研究提供理论依据和方法,根据计算流体力学的基本理论,综合运用ICEM网格划分与FLUENT流体分析软件对Y1/4AT-19V雾化喷头内部流场进行了模拟仿真。结果表明:增加入口压力,出口速度显著提高;出口近壁面处速度明显小于中心处速度;在喷头直形出口处,速度增大,压力减小。