球阀阀口气穴流场的模拟与可视化研究

将RNGκ-ε湍流模型与多相流技术相结合，应用于球阀阀口的气穴流场的数值模拟。计算了二维轴对称气穴流场的速度、压力及气体体积比分布。运用卤素灯与高速摄像机组成的流场可视化试验系统观察了球阀阀口附近的气穴现象，获得了气穴流场的分布信息，与仿真结果比较，吻合良好，表明RNGκ-ε湍流模型能有效地描述球阀等液压元件的阀口气穴流动。同时对球阀有无气穴现象分别进行了噪声测试和频谱分析，试验结果表明，气穴现象使球阀噪声级增加。     

基于嗅觉可视技术的醋醅理化指标分析

通过分析56个不同发酵池种子醋醅乙醇脱氢酶(ADH)的活性与56个对应接种池的不挥发酸和总酸的关系,得出将种子ADH活性控制在600~700 U/m L时,被接种池的醋醅品质较高。利用嗅觉可视化技术结合误差反向传播人工神经网络(BP-ANN)模型,快速检测种子ADH活性和预测被接种池不挥发酸及总酸质量分数。结果表明,BP-ANN模型预测ADH、不挥发酸、总酸的相关系数分别为0.781 6、0.844 7和0.946 3。因此,嗅觉可视化技术结合BP-ANN可有效预测醋酸发酵过程中的理化指标。     

A non-destructive method for the morphological assessment of earthworm burrow systems in three dimensions by X-ray computed tomography

Summary Earthworm burrows of endogeic species (Allolobophora caliginosa, Octolasium cyaneum) in artificially packed soil columns were examined using X-ray computed tomography. By means of digital image processing, it was possible to reconstruct and visualize the burrow system in three dimensions. The reconstruction revealed morphological features of the burrows which were not obvious from two-dimensional section images.     

基于规则库的三维土地整治规划

为采用信息技术提高土地整治规划的质量和规划效率,改进土地整治规划要素三维可视化布设,探索智能辅助规划。该研究尝试采用面向对象的方法表达土地整治规划知识,通过产生式推理机建立规划规则,组成规则库,与土地整治规划三维要素表达模型相关联,并利用规则在三维场景下指导土地整治智能辅助规划。指出了用该方法实现的三维辅助规划系统可以增强土地整治规划操作的可视化和规范性,提高了土地整治规划工作的质量和效率。     

基于粒子跟踪测速技术的液力偶合器内部流速测定方法

为了研究液力偶合器内部流场的特性,该文基于粒子跟踪测速（PTV,Particle Tracking Velocimetry）技术对矩形腔型液力偶合器进行了内部流场试验测试,利用单帧3次曝光技术记录示踪粒子不同长度3段运动轨迹,准确判断了偶合器内部流场速度方向。运用边缘检测算法提取粒子运动轨迹,引入双阈值法检测图像强边缘点和弱边缘点,利用该方法可以有效地检测出图像的单像素边缘,直观地提取粒子运动位移大小,进而获得了液力偶合器内部流场速度,实现了其内部流场可视化与定量测量。同时,可以近似估计示踪粒子的粒径大小。     

Plant-based meat substitutes by high-moisture extrusion: Visualizing the whole process in data systematically from raw material to the products

High-moisture extrusion technology should be considered one of the best choices for producing plant-based meat substitutes with the rich fibrous structure offered by real animal meat products. Unfortunately, the extrusion process has been seen as a “black box” with limited information about what occurs inside, causing serious obstacles in developing meat substitutes. This study designed a high-moisture extrusion process and developed 10 new plantbased meat substitutes comparable to the fibrous s...     

播种机排种技术研究态势分析与趋势展望

针对现有播种机排种技术研究态势缺乏定量分析,热点、重点和难点问题系统性和全面性梳理不充分等问题,该研究对已有排种技术相关文献进行计量学分析,从科研生产力、影响力和发展力等方面可视化呈现排种技术的研究态势,总结排种技术发展脉络和研究热点,并介绍国内外先进农机企业基于前沿排种技术开发的产品,分析其产业化应用情况和未来发展趋势。结果表明：排种技术呈波浪发展,当前处于高速稳态发展期;中国科研产出较多,影响力紧次于美国;代表性期刊有《Biosystems Engineering》《Computers and Electronics in Agriculture》和《农业工程学报》《农业机械学报》等;高影响力学者和机构围绕不同地区的典型农作物开展排种技术研究,推动了排种技术进步和机械化水平提升;排种技术发展脉络以实现功能为主的单一主题研究逐渐过渡到机构优化、机理分析、虚拟仿真等垂直细分主题的深入探索,现阶段排种技术的研究热点主要集中在高速兼用排种、播种均匀性、DEM-CFD耦合仿真、控制和监测系统开发。排种技术应用注重高效高性能装备研发,国内排种新产品研发处于跟跑阶段;随着新兴技术、多学科交叉融合和创新思维的应用,排种技术研究向高速高性能、精准精确、数字化、智能化等方面发展。研究可为把握排种技术领域研究现状、未来发展趋势和播种机具创新提供参考。     

融合轻量化网络与注意力机制的果园环境下苹果检测方法

为提高复杂果园环境下苹果检测的综合性能,降低检测模型大小,通过对单阶段检测网络YOLOX-Tiny的拓扑结构进行了优化与改进,提出了一种适用于复杂果园环境下轻量化苹果检测模型（Lightweight Apple Detection YOLOX-Tiny Network,Lad-YXNet）。该模型引入高效通道注意力（Efficient Channel Attention,ECA）和混洗注意力（Shuffle Attention,SA）两种轻量化视觉注意力模块,构建了混洗注意力与双卷积层（Shuffle Attention and Double Convolution Layer,SDCLayer）模块,提高了检测模型对背景与果实特征的提取能力,并通过测试确定Swish与带泄露修正线性单元（Leaky Rectified Linear Unit,Leaky-ReLU）作为主干与特征融合网络的激活函数。通过消融试验探究了Mosaic增强方法对模型训练的有效性,结果表明图像长宽随机扭曲对提高模型综合检测性能贡献较高,但图像随机色域变换由于改变训练集中苹果的颜色,使模型检测综合性能下降。为提高模型检测苹果的可解释性,采用特征可视化技术提取了Lad-YXNet模型的主干、特征融合网络和检测网络的主要特征图,探究了Lad-YXNet模型在复杂自然环境下检测苹果的过程。Lad-YXNet经过训练在测试集下的平均精度为94.88%,分别比SSD、YOLOV4-Tiny、YOLOV5-Lite和YOLOX-Tiny模型提高了3.10个百分点、2.02个百分点、2.00个百分点和0.51个百分点。Lad-YXNet检测一幅图像的时间为10.06 ms,模型大小为16.6 MB,分别比YOLOX-Tiny减少了20.03%与18.23%。该研究为苹果收获机器人在复杂果园环境下准确、快速地检测苹果提供了理论基础。     

基于生长函数的大豆根系生长的三维可视化模拟

植物的可视化模拟与仿真能为植物生长研究提供直观、迅捷的科学研究方法.植物根系在生长介质中的三维空间造型与分布,对水分养分的利用具有十分重要的作用.为了避免植物根系生长环境的不可见性和次要因素的影响,定量地直观地研究根构型的适应性变化,将植物根构型的多个生长函数和植物根系的形态发生模型耦合起来,结合可视化方法,建立了植物根系生长的三维可视化模拟系统.以大豆根系为研究对象,根构型的生长函数采用前期研究已获得的三次多项式形式;形态发生模型采用微分L系统理论编译其生成规则;可视化方法采用一系列连接在一起并平滑处理的圆台代表根轴.系统设计成只需输入三次多项式形式的生长函数的系数,就可直观地、连续地、可控地获得该根系生长的可视化图形和根构型几何参数.     

基于EES-PSR的土地生态安全物元模型评价方法实证研究

土地生态安全是资源环境生态系统健康的基础。鉴于土地生态系统安全各项评价指标的不相容性,借助经典 EES-PSR模型在土地生态安全评价指标体系方面的优势,采用物元模型分析方法,构建了土地生态安全评价物元模型。以黑龙江省哈尔滨市的土地生态安全评价为例,利用物元评价模型,在GIS技术支持下,实现了研究区土地生态安全评价与评价结果的可视化表达与分析。研究结果表明：2011—2015年哈尔滨市土地生态安全水平从“不安全”向“安全”水平不断转化,2013年后变化最为突出。造林面积、第一产业占GDP比例、万元GDP能耗标准煤、工业废水处理率、人均占有公共绿地面积连续多年处于“不安全”水平,是哈尔滨市土地生态安全水平的制约因素。2015年哈尔滨市中部、西南部地区土地生态安全水平较差,北部、东南部地区水平较高。研究表明物元模型分析对于地区土地生态安全评价工作具有一定的理论价值。