秸秆覆盖下土壤耕作非线性动态过程研究

[目的]本文旨在研究秸秆和土壤颗粒从固态到流态转变的非线性运动过程。[方法]推导建立土壤固态-流态转变非线性动态过程本构方程,基于离散单元法(DEM),模拟研究推土板在草颗粒影响下的阻力变化;搭建含秸秆耕作试验平台,建立7、13和19 mm 3种尺寸的秸秆离散元模型。[结果]由于耕作过程改变了其原有土壤的表面形态,耕作后的土壤孔隙比增加,犁后出现明显的浅沟;随着耕作的不断推进,部分颗粒会受到二次切割分离;牵引速度越大,圆盘犁面前缘隆起土颗粒越多,犁面前缘所受土壤的阻力越大,所需牵引力越大;7和19 mm秸秆向两侧位移明显,而13 mm秸秆沿犁面前缘位移明显,该尺寸秸秆与犁面发生二次接触,导致速度变化明显。[结论]耕作过程中秸秆与土壤破碎颗粒均发生复杂的非线性动态运动,物理力学性能发生不同变化,进而影响农机具的牵引功率。     

基于离散元的玉米种子颗粒模型种间接触参数标定

由于EDEM(离散元法)中建立的玉米种子颗粒模型与实际玉米种子在外形、表面粗糙度等方面存在差异,若直接将实际测量的物性参数引入EDEM中进行仿真,会出现仿真失真的情况。针对此问题,该文提出一种建立数学回归模型主动寻找目标参数的方法,简化标定过程,将仿真试验和真实试验相结合,对玉米种子颗粒模型的种间静摩擦系数和滚动摩擦系数两个关键参数进行标定,使其在EDEM中建立的玉米种子颗粒重新获得与真实颗粒相近的物理特性。利用两种接触材料(有机玻璃板与铝质圆筒)进行玉米种子堆积角仿真试验,建立两个自变量为种间静摩擦系数、种间滚动摩擦系数的二元回归方程。以实际测量种群堆积角作为已知目标量进行数值求解,求得EDEM中玉米种间静摩擦系数和滚动摩擦系数这两个目标参数:玉米种间静摩擦系数为0.0338,玉米种间滚动摩擦系数为0.0021。将标定的玉米种子物性参数输入EDEM中进行仿真试验,通过提取关键特征尺寸和图像边界将试验结果与实际试验结果进行对比,结果表明:关键特征尺寸数值差异在4.70%以内,标定后的玉米种子堆积角边界与实际情况更接近,提高了仿真结果的可靠性。     

粳稻定向播种装置供种机构性能数值模拟与试验

为稳定粳稻定向精量播种装置在低播量时的播种性能、提高作业效率,设计了一种离心式供种机构。建立了粳稻籽粒和供种机构的三维仿真模型,采用EDEM软件对该机构供种性能进行单因素数值模拟,分析了进种口开度、转盘直径和转速3个主要工作参数对供种性能的影响,并在粳稻定向精量播种装置上进行了供种性能验证试验与播种性能对比试验。仿真结果表明:进种口开度和转盘转速对粳稻籽粒离散程度和供种性能影响显著,转盘直径对总排量有一定影响但不明显,各供种口排量标准差变异系数先减后增;在转盘直径为220 mm、转盘转速为80 r/min和进种口开度为10 mm时,模拟总排量为263粒/s,各供种口排量标准差变异系数为14.37%;供种性能验证试验表明:在相同条件下,供种性能与进种口开度仿真与试验变化趋势一致,试验结果比仿真结果分别高13粒/s和1.19%。播种性能对比试验表明:增设供种机构后,粳稻定向精量播种装置在低播量时播种性能稳定,作业效率提高25%。该研究为粳稻定向精量播种装置性能的提升提供参考。     

一个具有Beddington—DeAngelis功能反应的离散捕食者-食饵系统的持久性

研究一类具有时滞和Beddington—DeAngelis功能反应的离散捕食者一食饵系统,利用差分方程的不等式理论证明了在一定条件下该系统是持久的,所得结果表明时滞对该系统的持久性没有影响．     

一种基于DTT的水印嵌入和提取算法

信息技术和多媒体技术的快速发展,为数字作品信息的存取、传输提供了极大的便利。但是,数字作品易复制、易修改、易传播的特点使得数字信息内容容易被窃取和篡改。数字水印作为信息隐藏技术的重要分支,是实现版权保护和跟踪侵权行为的有效方法。介绍了离散小波变换（DWT）和离散傅里叶变换（DFT）2种典型算法,提出了一种基于离散正切变换（DTT）的水印嵌入和提取算法。     

农村留守妇女非正常生存问题的归因研究

在综述前人研究基础上系统梳理出留守妇女非正常生存问题,提出非正常生存问题的诱发性因素——家庭离散。为验证这一假设,使用湖北省留守妇女生存与发展状况调查(2012)的数据,以家庭离散作为切入点,并将其作为自变量逐一与5类非正常生存问题进行回归分析,以此考察家庭离散与留守妇女问题之间的显著性程度与影响大小。结果表明,家庭离散对留守妇女的身体健康、婚姻安全、代际关系、劳动生产以及自身发展产生显著性影响。     

基于MBD-DEM耦合的联合收获机割台仿形机构设计与试验

为提高联合收获机割台仿形机构对田间地形变化感知的灵敏度和对田间地形仿形的准确度,该研究设计了一种主-副板压紧式割台仿形机构.基于对仿形机构的理论分析,以割台对副仿形板作用力、土壤对主仿形板作用力和土壤下陷距离为试验指标,以弹簧刚度系数、弹簧初始长度、副仿形板长度和主仿形板长度为因素,设计了二次回归通用旋转组合优化试验....     

摆动从动杆盘形凸轮机构最小尺寸的完全解法

摆动从动杆盘形凸轮机构的最小尺寸综合问题,迄今未获得圆满解决.基于类速度图原理,通过引入“辅助平行直线族”,求解其与限制凸轮轴心位置若干直线族的交点族中的最左端、最右端者,理论上严格保证其集合为限制凸轮轴心位置的边界点、边界线,进而给出限制凸轮轴心位置的边界点、边界线的精确解析解和离散数值解法,据此直接求解凸轮的最小基圆半径、摆杆长度和直观显示凸轮轴心的容许选取区域,从而解决了按许用压力角设计最小尺寸的摆动从动杆盘形凸轮机构的问题.通过机构设计实例,验证了所提方法的正确性和有效性.     

颗粒离散元法的微机可视化程序设计

以VC十十6．0开发工具，将UNIX环境下的离散元程序进行了移植和改造，研制出在微机WINDOWS环境下的离散元仿真程序。程序的计算和控制部分采用混合编程、动态链接及多线程编程技术，在可视化图形程序设计中成功地引进了0penGL图形库，实现了图像资料直接打印和保存。使用上述程序模拟了急刹车情况下车载散体与车厢的相互作用，表明新程序的操作和图形显示界面友好，效率很高。     

基于离散单元法的水平圆盘式精量排种器排种仿真试验

为了优化水平圆盘式精量排种器的最佳排种性能参数(动排种盘转速、动排种盘厚度、型孔圆角半径),达到提高粒距合格指数、降低漏播和重播指数指标,并降低大田试验强度。该文基于离散单元法对根据全膜双垄沟播技术所设计的水平圆盘式精量排种器进行了排种数值模拟,并得到玉米籽粒模型排种、重播、漏播的形成过程;为提高其排种性能,进行了排种仿真试验。仿真结果表明:以合格指数较高为重点、兼顾重播指数和漏播指数较低的原则,确定了动排种盘转速为17 r/min、动排种盘厚度为6 mm、型孔上边倒圆角半径为1 mm时为较优组合,此时粒距合格指数S=97.05%、重播指数D=1.83%、漏播指数M=1.12%。田间验证试验表明:在上述条件下,测得粒距合格指数为S=95.13%,重播指数D=2.34%,漏播指数M=2.53%,重点指标粒距合格指数误差2.02%(5%)。因此,基于离散单元法的排种器仿真试验为排种器性能参数的确定提供参考。