细河污染物在地下水中运移规律的模拟研究

为了研究河水中污染物在地下水中运移规律,分析了细河污染对地下水的影响,根据细河水文地质条件建立了污染物在地下水中运移的2区动力学模型,对河水中氨氮、总硬度等组分在地下水中的运移规律进行了模拟研究。结果表明,随运移距离的增加,污染物浓度逐渐降低;地下含水层对河流中部分污染物具有较强的去除能力,如对氨氮、耗氧量的去除率可达98%以上;水分蒸发对部分污染物具有浓缩作用,地下水中总硬度等组分浓度逐渐升高,并高于污染源浓度。     

半轴套管热挤压成形工艺数值模拟

通过对半轴套管的工艺分析,基于体积不变原则,采用逆向法计算零件毛坯,确定了热挤压成形工艺方案;结合刚粘塑性有限元法基本原理,运用有限元软件对半轴套管的反挤压过程进行3-D热力耦合模拟。影响半轴套管热挤压成形的主要工艺参数有挤压温度、挤压速度、模具预热温度等。在其他条件相同情况下,分别设置不同的挤压温度、挤压速度、模具预热温度,通过对不同参数模拟结果的分析比较,得出工艺参数对半轴套管成形的影响状况,揭示热挤压成形过程中的金属流动规律。优化的成形参数,提高了半轴套管的成形性能和经济性能。     

燃烧室结构对天然气发动机燃烧过程的影响

为了研究燃烧室结构对天然气发动机燃烧过程的影响,模拟了浅盆形和涡流室式燃烧室结构的天然气发动机的进气、压缩及燃烧过程。给出了2种不同结构燃烧室的燃烧持续期、燃烧过程中缸内气流运动、火焰前锋面位置等,并对2种燃烧室进行了试验对比。模拟计算及试验结果表明,通过涡流室喷孔的约束作用,可以改善已燃气体和未燃气体之间的传热传质模式,提高火焰传播速度。     

互插式连栋温室风压分布模拟分析

以CFD理论为基础,建立了互插式连栋温室周围空气绕流的数学模型,设定了流体的边界条件,运用Fluent软件对互插式连栋温室的风压分布进行模拟分析。模拟结果表明,风力对温室作用主要是向上的升力;风压系数沿温室跨度方向分布的数值模拟结果与风洞试验结果基本吻合;上风向和下风向风压系数沿温室高度方向呈二次曲线分布,相关系数分别为0.975和0.990;最后将模拟得到的风压系数转换成相应的风载体型系数,为结构优化设计提供参考。     

虚拟仿真技术在动物生产学实验教学中的应用

虚拟仿真技术是利用计算机和多媒体平台,模拟真实的实验条件和环境,实现情景和操作条件再现的一项新型信息技术,不受场地、时空、设备和危险性等因素影响,是新农科和现代畜牧业教学发展的趋势。本文以动物生产学实验教学为例,介绍了实验教学的现状和虚拟仿真技术在学科中的优势,详尽分析了虚拟仿真教学系统的构建,虚拟仿真技术在猪,禽,牛羊和特种动物教学中应用情况和存在的问题,并对动物生产实验教学未来虚拟仿真技术的应用和发展提出了建议。     

吉林省西部盐碱地综合开发多情景模拟与水资源效应

[目的] 盐碱地综合开发利用是提高农业生产力、践行大食物观的必然选择。但受限于开发利用模式单一、耗水压力较大,亟待探索多元化治理模式并依据其水资源效应开展优化调控。[方法] 以吉林省西部地区为研究区,采用FLUS模型预测2030年盐碱地资源在自然发展、粮食安全、粮饲综合开发和生态安全4种情景下的开发利用格局,并对不同情景下的产水量变化进行评估。[结果] (1)2000—2020年研究区开发利用盐碱地1 540.18 km²,主要被恢复为草地或开垦为耕地,但其中旱地次生退化风险较高。(2)不同情景下盐碱地开发均以耕地利用为主。粮食安全情景下水田和旱地开垦面积占比分别为67.48%,4.23%。相较于自然发展情景,粮饲综合开发情景下盐碱地恢复为草地的面积增加139.18 km²,生态安全情景下生态用地规模显著提高。(3)至2030年,4种发展情景下研究区产水量较基期均有所下降,生态安全情景下降幅度最大,达到3.71×10⁸ m³。相比之下,粮饲综合开发情景充分保障粮食和饲草生产,同时缓和盐碱地治理所导致的水资源压力。[结论] 松嫩平原盐碱地开发利用应充分考虑粮饲综合开发模式,统筹粮食和饲草供应,协调粮食和生态安全,以大食物观引领国土空间生态修复和退化土地的开发利用。     

天山地形对新疆大风和降温天气作用的数值模拟研究

2009年5月24日夜间～26日夜间,新疆地区自西向东出现了明显的降水、大风、降温天气过程。为研究此次天气过程中天山地形的作用,文中用WRFV3.1模式对其进行了数值模拟,并通过改变天山山脉的地形高度设计了一组敏感性试验,分析了天山地形对此次强天气过程中大风和降温的影响。结果表明,天山山脉地形对准格尔盆地西北部直至天山山脉北侧的气流有明显的阻挡与减缓作用,对三十里风区、百里风区、汗腾格里峰北坡强风带的形成有直接而重要的作用;地形高度越高,产生垂直运动的地形抬升机制越强,地形强迫抬升作用产生的垂直上升运动越剧烈;天山山脉明显地减轻了寒潮天气过程中南疆塔里木盆地的降温幅度,对准格尔盆地北部的寒潮降温幅度也有一定的减缓作用,对塔里木盆地的"保温"作用较准格尔盆地明显。     

干旱区不同地下水埋深膜下滴灌灌溉制度模拟研究

通过在新疆巴州灌溉试验站进行的膜下滴灌棉花灌溉制度试验,得出了适合当地的常规滴灌制度。为进一步研究浅层地下水对灌溉的补偿效应,利用Hydrus软件对不同地下水埋深下膜下滴灌棉花生育期耗水量进行了模拟。通过引入关键点土壤含水率的概念,提出了膜下滴灌棉花受水分胁迫的标准。结果表明：地下水对棉花的耗水具有一定的补偿作用,地下水埋深越浅,则所需的灌溉定额越小。当地下水埋深小于1.5 m时,滴灌定额为3 300 m³·hm^-2;当地下水埋深为2.0 m时,滴灌定额为4 500 m³·hm^-2;当地下水埋深很大而对作物根区没有补给时,棉花完全依赖于灌溉所需的滴灌定额则为5 550 m³·hm^-2。考虑到干旱区内具有较高的潜在蒸发势,会导致土壤的次生盐渍化,从而危及作物的生长,1.5～3.0 m的地下水埋深是灌区内较理想的水位区间。     

玉米秸秆切割过程的非线性数值模拟与仿真试验

应用Solidworks软件建立玉米秸秆—切割刀片参数化模型,借助LS-DYNA971非线性有限元软件模拟切割刀片切割玉米秸秆的过程。玉米秸秆切割的有限元数值模拟能降低试验成本和缩短试验时间,可视化数值模拟过程可为玉米秸秆收获机械的设计提供理论参考。利用参数化模型特点,通过改变玉米秸秆直径大小、秸秆含水率、切割方式和刀片刀端线速度进行正交仿真试验。结果表明：对切割力来说,含水率对其影响最显著,其它影响依次为：秸秆直径、切割方式、刀片刀端线速度;对切割功耗来说,含水率影响最显著,其次分别为：秸秆直径、刀片刀端线速度、切割方式。经正交综合平衡法分析可知：当刀片刀端线速度为28 m·s^-1,采取滑切方式,玉米秸秆含水率、直径分别为45%、26 mm时为最优。玉米秸秆—切割刀片动力学可视化数值模拟仿真模型的构建和分析, 对玉米秸秆收获机械设计具有重要的参考价值。     

犁体耕作阻力模型仿真分析与试验研究

为进一步提高犁体耕作性能,分析影响犁体耕作阻力的因素,基于摩尔-库仑土壤剪切理论,建立了包含犁体结构参数、土壤物理特性和犁体工作参数的耕作阻力模型,耕作阻力表达式包含了犁铲尖和犁铧切削土壤阻力、土壤在犁壁上产生的摩擦力和翻垡过程土壤动量变化产生的阻力、犁壁翻垡使土壤势能增加产生的阻力、作用在犁铧和犁壁上的横向力产生的摩擦力、土壤横向运动对犁壁产生的阻力。基于新疆玉米地土壤物理特性,建立了两种高速犁体A和B的耕作阻力方程,在不同耕宽（0.35、0.42 m）、耕深（0.255、0.305 m）和耕速(2.22、2.5、2.78 m·s^-1)作业条件下对耕作阻力进行了理论、仿真和试验研究,分析了犁体耕作阻力的影响因素,结果表明,仿真值与计算值的平均误差为3.37%,试验值与计算值的平均误差为7.18%,试验值与仿真值的平均误差为3.71%。犁体耕作阻力与铧刃角呈非线性增长关系;与耕深呈三次函数增长关系;与耕速呈二次函数增长关系;犁体耕作过程的功率消耗与耕速呈三次函数的增长关系。提出设置合理的安全系数（s_f）,使拖拉机配套功率P_s