茎瘤芥种子离散元模型参数标定

为解决茎瘤芥种子离散元模拟中缺乏准确仿真参数的问题,通过直接测量和虚拟标定方法确定“涪杂2号”茎瘤芥种子离散元参数。利用数显游标卡尺、电子秤等物理机械特性测定工具,得到茎瘤芥种子的三轴尺寸、等效半径、千粒重和密度;通过斜面碰撞法、三点滑动法和斜面法分别得到茎瘤芥种子与有机玻璃之间的恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.561、0.420、0.155;采用旋转鼓试验和圆筒提升试验结合MATLAB图像处理技术获得茎瘤芥种子的动态堆积角和静态堆积角分别为35.235 2°和14.483 0°。基于Plackett Burman试验筛选出对动态堆积角和静态堆积角影响显著的参数因子均为种子与种子间的滚动摩擦系数、种子与种子间的静摩擦系数;通过中心复合设计分别获得显著性因子与动态堆积角、静态堆积角的二次回归方程,并以动态堆积角和静态堆积角的实测值为目标,基于回归模型对因子参数组合进行优化,得到两组种子与种子间的静摩擦系数、种子与种子间的滚动摩擦系数最优参数组合为0.666 1、0.023 7以及0.341 6、0.036 0。对两组最优参数组合进行仿真验证,结果显示两组参数组合下动态堆积角、静态堆积角的仿真值与实测值相对误差分别为0.477%、3.590%和1.820%、4.950%。结果表明,仿真中种子与种子间的静摩擦系数、种子与种子间的滚动摩擦系数分别为0.666 1、0.023 7时,更符合茎瘤芥种子实际的物理特性。本研究能为茎瘤芥播种过程及相关装置设计优化提供参考。     

基于EDEM的圆盘弹齿组合式水田平地机圆盘转辊仿真与试验

[目的]水稻秸秆全量还田是一种新的农艺技术措施,传统的翻耕与旋耕机械因出现严重的秸秆缠绕,导致工作阻力剧增,作业质量变差甚至无法正常作业,因此对水田耕整地作业机械提出了新的要求.[方法]针对水稻秸秆全量还田新农艺技术特点,以机具作业速度、圆盘转辊转速、作业深度为试验因素,以工作阻力和工作部件缠草率为试验指标进行试验研究,通过EDEM离散元软件对工作阻力进行模拟仿真,并利用田间动态遥测仪进行田间试验.[结果]各因素对机具前进阻力影响显著性由大到小分别为机具作业速度、圆盘转辊作业深度、转辊转速.[结论]最优作业条件为机具作业速度2 km/h,圆盘转辊作业深度22 cm,转辊转速300 r/min,田间试验前进阻力结果与仿真试验结果的相对误差率为29.69％.     

基于Plackett-Burman试验设计与响应面法优化玉米秸秆离散元模型

为了减小免耕播种机防堵装置数值模拟的误差,结合物理试验与仿真试验进行玉米秸秆离散元参数的标定。基于Hertz-Mindlin with bonding 接触模型建立了玉米秸秆离散元模型,以物理试验与仿真试验中临界载荷的相对误差为试验指标进行仿真单轴压缩试验;采用Plackett-Burman试验筛选出具有显著性影响的试验因素;采用Box-Behnken响应面法对玉米秸秆离散元模型进行优化。试验结果表明:接触半径和单位面积切向刚度对试验指标影响极显著(P<0.01),单位面积法向刚度对试验指标影响显著(0.01<P<0.05);玉米秸秆的最优离散元参数为,接触半径1.2 mm、单位面积法向刚度9.361×10⁷ N/m³、单位面积切向刚度9.845×10⁷ N/m³,在此条件下,仿真压缩试验的临界载荷为950.2 N,与物理试验值935.4 N的相对误差为1.58%,验证了参数的可靠性。标定的玉米秸秆离散元模型可用于免耕播种机防堵装置的数值模拟,为防堵装置结构优化改进提供了依据。     

基于离散元法的茶园仿生铲减阻性能研究

针对茶园土壤板结较为严重、行距小、耕作阻力大且易使耕作机构发生缠绕等问题,提出了一种基于离散元法的仿生铲,并对其进行减阻性能研究。使用离散元仿真与试验结合的方法对茶园板结土壤的物理参数进行测量。以鼹鼠爪趾为原型,结合其挖掘动作,设计出基于四杆机构的耕作机构,并使用离散元的方法研究鼹鼠爪趾的趾尖、趾廓及两者复合的仿生特征的减阻效果。离散元仿真结果表明,在各个耕作条件下,趾尖仿生特征的平均扭矩减小比例和功耗减少比例分别为1.72%~5.04%和1.58%~4.84%,趾廓仿生特征的平均扭矩减小比例和功耗减少比例分别为34.06%~39.29%和29.02%~34.73%,复合仿生特征的平均扭矩减小比例和功耗减少比例分别为36.61%~42.06%和30.84%~38.15%,说明趾尖和趾廓两个仿生特征的减阻效果在一定程度上可以叠加,复合后的仿生特征有更好的减阻效果。     

Characterizing Constituents of Sediment Phosphorus Fractionation in a Freshwater Shallow Lake System

[Objective] This study aimed to characterize constituents of phosphorus(P)fractionation as well as reciprocities among factors in sediments of a freshwater shallow lake. [Method] Surface sediment was discretely sampled at 24 sites through Van Veen grabs. Based on a modified sequential extraction scheme, P fractionation was determined as Fe/Al bound P(Fe/Al-P), Ca bound P(Ca-P), solute and reductive P(S/R-P) and organic P(OP). Curve estimation and Pearson product-moment correlation were employed for statistical analysis. [Result] Total P(TP) content ranged from 443 to 774 mg/kg. Inorganic P(IP) was the major component of TP,of which Ca-P was dominated with an average of 51%±9.7%. Average contents of P fractionation were in the following order: Ca-P(51%) OP(29%) S/R-P(8%) Fe/Al-P(7%). The molar ratio of Fe to P was 11- 20, close to the threshold value of P leaching. [Conclusion] In freshwater shallow lakes, IP and Ca-P were prone to be relatively high, whereas Fe/Al-P was low compared with deep lakes. Occurrence of spatially monotonic gradient indicated the primary causation of anthropogenic sources. Imminent sediment P liberation was also expected. Close associations among TP, Fe/Al-P and Ca-P, implying that anthropogenic P was mainly bound to metals in particulates. Significant correlations of TOC and P fractionation highlighted endogenous mechanism and authigenic origin in sediments.     

基于储油罐变位识别的数学模型研究

地下储油罐变位影响罐容表正常标定．针对罐内油位高度的不同工况,基于微元法思想建立了储油罐变位识别的数学模型,并利用最小二乘法原理,结合MATLAB软件,计算出变位参数α＝2.12°,β＝4.06°,实现了罐容表的准确标定．通过模型分析,表明该模型是合理的,稳定性较好,且对罐容表的标定比现有数学模型更为准确,可在类似形体中推广应用．     

喀斯特石漠化地区耕地压力 动态变化分析与预测

运用MATLAB 软件在计算贵州省2000要2011 年耕地、人口粮食产量动态变化的基础上,分析耕地面 积、人口数量与耕地压力指数的变化特点;并采用DGM（1,1）离散预测模型对贵州省2015要2030 年的耕地压力指数 状况进行预测。结果表明,2000要2011 年间,贵州省耕地总量及人均耕地面积持续减少;人均粮食产量持续增加,人 口净流出加快,使得耕地压力指数波动减少,但耕地压力指数始终保持在1.0 以上粮食供给处于不安全状态 2015要2030 年,耕地压力指数将持续减少,粮食安全形势缓和。增加农业科技投入、农田基本建设和土地整治工作与 加快净流出人口数量,是减轻耕地压力保证粮食安全的根本途径。     

脑卒中急性期患者QT间期离散度变化与室性心律失常的关系

目的：观察脑卒中急性期患者发生室性心律失常与心率校正后QT间期离散度(QTcd)的关系。方法：对90例脑卒中急性期患者和40例正常人行l2导联同步体表心电图检查，测定其QTcd并行24h动态心电图监测了解其空性心律失常情况。结果：出血性脑卒中组QTcd较缺血性脑卒中组和对照组均明显增大(P＜0．01)，而缺血性脑卒中组QTcd与对照组比较差异无显著性(P＞0．05)；出血性脑卒中急性期室性心律失常发生串较缺血性脑卒中总性期高(P＜0．01)；脑卒中合并室性心律失常与无室性心律失常者比较QTcd差异有显著性(P＜0．01)．结论：脑卒中尤其是出血性脑卒中急性期患者易发生室性心律失常，其发生机理可能与QTcd增大有关。     

随机环境下的最优方案选择问题

就复杂的离散事件动态系统最优方案选择而言，OCBA法已经成为一种比较有效的方法，但其仿真效率仍有提升的空间。本文提出了一种复杂系统随机环境下的最优方案选择方法。     

沙地刚性轮构型仿生设计及牵引性能数值分析

为了提高车轮牵引性能,改善车辆在松散沙土介质环境的通过能力,该文以善于沙地奔跑的鸵鸟足部关键部位—足趾甲为仿生原型,通过仿生优化轮刺结构,设计出具有高牵引性能的仿生轮刺式沙地刚性轮,并以一种模拟月壤作为试验松散沙土介质材料,采用离散元软件PFC2D?的内置语言FISH和相关命令,建立了适用于非规则结构刚性轮的轮壤相互作用动态模拟系统,并获得试验验证。通过仿生轮刺式刚性轮与模拟月壤相互作用离散元模拟,并与矩形轮刺式刚性轮模拟结果对照,从轮下模拟月壤颗粒细观运动、接触力场、速度场以及车轮挂钩牵引力角度,验证了仿生轮刺式刚性轮具有优越的牵引性能,在车轮滑转率50%的稳定运行状态下,仿生轮刺式刚性轮的牵引性能可提高5.2%左右。该研究为提高刚性轮在松散沙土介质环境中的牵引性能提供了全新设计和研究手段。