组合桨搅拌槽内部流场数值模拟

针对组合桨组合形式在不同应用场合的匹配问题,采用计算流体力学(CFD)的分析方法,基于Fluent仿真软件,分析双螺带及六斜叶涡轮桨基于不同组合位置的内部流场情况采用多重参考系(MRF)方法建立基础模型,基于Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型对搅拌槽内部流体产生的流场进行数值计算,得到搅拌桨在240 r/min的搅拌转速下产生的流场数据.分析搅拌器在特定界面处轴向、周向、径向的速度矢量图以及其综合速度云图,并对位置互换的流场进行分析和比较,选出上双螺带桨下涡轮桨为最佳的桨叶组合形式,此种组合桨型对于提升搅拌器在相关领域的应用和发展等有参考价值.     

基于CFD的全金属单螺杆泵非稳态流场计算及性能预测

为了得到螺杆泵内非稳态流场特性及间隙泄漏规律,采用CFD的动网格技术,针对油田使用的全金属单螺杆泵进行三维瞬态流场数值模拟,在此基础上预测计算了不同转速、压头和流体黏度条件下螺杆泵的流量、功率及总效率并与试验结果进行了对比.结果显示,螺杆泵在运行中具有显著的非稳态特性,在1个旋转周期内,流量出现的脉动次数与螺杆泵定子转子导程的比值相一致,高压头工况下的泄漏量和流量值的脉动幅度明显大于低压头工况下的情况;在计算高压头螺杆泵输入功率时,机械及容积损失不应忽略.基于CFD的性能预测和实测数据的趋势较为一致,误差在工程允许范围内,表明采用的模拟计算方法是切实可行的.     

胶东铁路弃土弃渣体产流产沙特征

通过人工模拟降雨试验,研究降雨强度和坡度对胶东铁路弃土弃渣体产流产沙的影响。根据青荣铁路沿线降雨和弃土弃渣体堆积特点,设计3种雨强(20,40,60mm/h)和3个坡度(20°,30°,40°)。结果表明:(1)当降雨强度由20mm/h增加到60mm/h,产流开始时间可缩短11~20s;当坡度由20°变化到40°,产流开始时间可提前17~22s。(2)径流量、产沙率在降雨初期剧增到峰值,之后径流量逐渐趋于稳定,而产沙率波动减小后逐渐趋于稳定。(3)相同坡度条件下,雨强40 mm/h下的径流量较20 mm/h时增加37.3%~122.6%,产沙率约为20mm/h时的1.5~19.5倍;而雨强60mm/h下的径流量较40mm/h时仅增加19.1%~26.7%,产沙率仅为40mm/h时的62.5%~151.8%。(4)相同雨强条件下,坡度对径流量、产沙率的影响存在临界坡度(30°~40°),径流量、产沙率随坡度的增大先增加后减小。(5)弃土弃渣体坡度为30°时坡度对坡面侵蚀量的贡献率大于雨强贡献率;而40°时雨强贡献率明显超过坡度。研究结果可为胶东半岛区域铁路项目建设期间弃土弃渣体的水土流失监测及防治提供技术支撑。     

2种草本植物根系对崩岗洪积扇土壤分离的影响

为探讨草本植物根系对崩岗洪积扇土壤分离的影响,以宽叶雀稗(Paspalum wettsteinii)和巨菌草(Pennisetumsp.)为研究对象,采用变坡水槽冲刷试验,研究种植草本植物后土壤分离的变化特征及影响因素。结果表明:各土层平均土壤分离速率大小为裸地(69.93g/(s·m2))宽叶雀稗(57.42g/(s·m2))巨菌草(43.28g/(s·m2)),且不同植被土壤分离速率均随着土层的加深呈幂函数增加;根长密度是影响土壤分离最重要的根系指标,宽叶雀稗小区土壤分离速率随各根系参数指标的增大呈对数函数下降,而巨菌草区则表现为幂函数下降,体现了不同植被根系构型对土壤分离效应的差异;2种草地土壤分离速率可以用水流剪切力、土壤抗剪强度和根长密度很好的模拟(NSE≥0.90)。研究结果可为崩岗治理措施的配置提供科学依据。     

微耕机配套的玉米免耕播种机防堵开沟部件设计与试验

【目的】为解决我国西南地区土壤黏重,田块面积相对较小,现有免耕播种机作业时机具通过性差,播种质量难以保证等问题,设计一种微耕机配套的圆盘刀式玉米免耕播种机。【方法】应用圆盘刀与限深轮行走装置具备的破茬开沟、限深防滑功能,研究对比播种机平面、波纹与缺口圆盘刀作业时对破茬、牵引阻力和油耗等的影响;通过LS-DYNA对3种类型圆盘刀切割土壤过程进行仿真模拟,并实现关键参数的设计。【结果】田间试验结果表明,配置平面圆盘刀的免耕播种机土壤扰动量、油耗较波纹圆盘刀分别低4.03%和14.64%;较缺口圆盘刀分别低1.15%和7.51%;牵引阻力在0.54 m·s~(–1)时最低,为1.20 k N;使用3种类型圆盘刀的种肥深度合格率达85%以上,粒距合格指数为90.3%。【结论】本研究可为西南地区圆盘刀破茬的免耕播种机设计提供依据。     

免耕播种机凹面爪式清茬机构仿真与试验

机具的清茬效率是秸秆覆盖条件下免耕播种的重要指标。本文针对东北地区保护性耕作模式,在吉林省康达农业机械有限公司生产的2BMZF-2型免耕播种机上,改进设计一种具有凹面结构的秸秆清茬机构,分析了播种机作业速度、清茬轮入土深度以及清茬轮运动偏角等因素对清茬效果的影响。根据仿真分析以及田间试验结果确定了清茬机构的关键参数,以及最佳工作参数组合为:清茬轮轮盘直径D为350 mm、运动偏角λ为37.5°、机具速度v_0为2.77 m/s、入土深度d为70 mm。在上述参数条件下进行田间试验时,清茬率可达到83.61%。结果表明,本文所设计的清茬机构可有效清洁种床、减少机具堵塞,可以为东北地区玉米免耕播种作业提供技术支撑。     

粒用高粱耐盐种质资源的鉴选与综合评价

旨在为高粱耐盐种质资源的开发利用及耐盐新种质的创新提供一定的理论依据。选用20 份高粱种质作为试验材料,采用150 mmol/L NaCl 溶液进行处理,置于人工气候培养室,测定发芽率、发芽势等相关指标;将20 份材料置于25℃恒温培养箱中进行催芽,用150 mmol/L NaCl 溶液浇灌,以等量的浇水为对照,调查并比较幼苗成活率、生长速率及枯萎指数。采用隶属函数进行相关性分析,并进行聚类分析。结果表明,在150 mmol/L盐胁迫下,‘3438’、‘航天育种SP42’、‘09305R’、‘3560R’品种的发芽率高于对照,其他指标均小于对照。20 份材料中,在芽期鉴选出耐盐材料4 份,苗期筛选出3 份;相关性大小顺序为相对芽长＞相对根长＞相对植株鲜重＞发芽势;20 份材料分成高度耐盐型、耐盐型、中等耐盐型、盐敏感型和高度盐敏感型品种5 类。确定150 mmol/L NaCl选定为高粱品种萌发期耐盐性鉴定的标准盐浓度,确定发芽率、发芽势、根长、叶长、植株鲜重可用于高粱耐盐性的鉴定指标。     

密度对夏玉米干物质积累的影响及其归一化模拟模型的建立

在小区试验条件下,以新玉9号和中糯301为材料,设6个种植密度(13.5万、11.25万、9万、6.75万、4.5万和2.25万株/hm2),测定其干物质积累动态和产量,分析密度对夏玉米群体干物质积累的影响,并建立积温变量的干物质积累动态模型。结果表明,南疆夏玉米前期干物质积累速度快、积累量较高而后期积累速度慢、积累量较少。种植密度越大,干物质积累的最大增长速率越大,但其高值维持的时间越短,不利于子粒灌浆。中糯301较新玉9号对种植密度反应敏感,分别在9万株/hm~2和11.25万株/hm~2时产量最高。建立了基于归一化的苗后积温为变量的相对DMA预测的Richards方程:y=1.052 1/(1+e~(1.075 7-6.222 5x))~(1/0.089 0),R~2=0.991 4,模拟准确度为0.967 6~1.022 7,精确度在0.965 0**~0.993 8**,具有较好的模拟效果。     

Simulating bimodal tall fescue growth with a degree‐day‐based process‐oriented plant model

Plant growth simulation models have a temperature response function driving development, with a base temperature and an optimum temperature defined. Such models function well when plant development rate shows a continuous change throughout the growing season. This approach becomes more complex as it is extended to cool‐season perennial grasses with a dormant period and bimodal growth curves. The objective of this study was to develop such a bimodal growth model for tall fescue (Schedonorus arundinaceus (Schreb.) Dumort) in the Midwest USA based on multiyear measurement trials. Functions for bimodal growth were incorporated into the ALMANAC model and applied to tall fescue using published tall fescue yields for a variety of sites and soils. Fields of cultivars “Kentucky 31” and “BarOptima Plus E34” were divided into paddocks and sampled weekly for dry‐matter accumulation. These biomass estimates were used to derive weekly growth values by differences between sequential weekly samplings. The measured values were compared to a single tall fescue simulation each year on one soil. Using these results, the ALMANAC model was modified and tested against mean reported tall fescue yields for 11 sites, with one to three soils per site. When we introduced midsummer dormancy into ALMANAC, we assumed dormancy began on the longest day of the year and lasted until the photoperiod was 0.68 hr shorter than the longest. ALMANAC simulated previously reported tall fescue yields well across the range of sites. Thus, ALMANAC shows great promise to simulate bimodal growth in this common cool‐season grass.     

4LL–1.5Y型联合收割机割台的振动特性

运用有限元软件ANSYS workbench仿真分析4LL–1.5Y型联合收割机割台,得到割台机架前6阶模态频率和模态振型,结果表明,割台在受振动时易产生变形的部位是割台机架的两侧壁和割台机架进口处的底板。利用三轴加速度传感和Co Co–80动态信号测试分析系统,分别测得割台机架关键部位的加速度信号,对比非田间作业试验发动机空转、整机运转(不行走)分别在怠速(700 r/min)、中速(1 200 r/min)、高速(1 800 r/min)和田间作业不同工况下各方向的加速度,各测点水平方向加速度是其他2方向的2~4倍,表明割台的振动主要以水平方向振动为主,其中倾斜输送器受振动比较严重,加速度最大值高达97.28 m/s2。对比有限元分析与振动试验结果发现,对割台振动影响较大的激励频率(20、22 Hz)几乎都出现在割台机架的模态频率(18.679 Hz)附近。