植物生长营养液对干旱复水马铃薯根系及光合特性的影响

基于盆栽试验,研究了不同干旱胁迫(重度胁迫,中度胁迫和正常供水)与复水条件下植物生长营养液处理对马铃薯根系活力、叶片光合速率、气孔导度和蒸腾速率及产量的影响。结果表明,不同干旱胁迫与复水条件下,植物生长营养液均能有效改善马铃薯根系活力及光合特性。与CK相比,根系活力增加3.19%～20.23%,光合速率增加6.36%～32.70%,气孔导度降低5.49%～32.32%,蒸腾速率降低2.30%～28.10%。马铃薯产量增加3.19%～7.55%,增产幅度为:重度胁迫>中度胁迫>正常供水。3种干旱胁迫下,植物生长营养液对重度胁迫马铃薯产量的增幅最大。     

射流施肥泵的数值模拟

针对现有的活塞式施肥泵存在的问题,设计出一种新型射流施肥泵.利用Pro/E软件完成射流施肥泵的造型,运用Fluent软件进行数值模拟.以射流元件关键结构参数为因素,以活塞平均运动速度和切换频率为试验指标,对射流施肥泵进行了正交试验设计,并应用极差与方差分析法对活塞平均运动速度和切换频率的主要影响因素进行了分析.结果表明,喷嘴宽度和深宽比对活塞平均运动速度的影响显著;位差对切换频率的影响显著.通过多元线性回归分析,建立了活塞平均运动速度和切换频率与射流元件关键结构参数之间的回归模型,可为射流施肥泵结构设计与量化分析提供理论依据.     

北京市南水北调受水区垃圾场地下水污染预测

根据南水北调供水方案,南水北调进京10年后,受水区内垃圾场将会被地下水浸泡,如不采取防治措施,会对含水层水质造成严重污染。以北京西郊为研究区,利用Visual Modflow软件中的MODFLOW模块和MT3DMS模块分别建立了地下水水流模型和溶质运移模型,对研究区内污染物运移规律进行预测。预测结果表明,10a后氯离子(Cl-)、硝酸盐氮(NO2-3)和总硬度(THD)3种离子的最高浓度和被污染的面积均增大,预测结果可作为调整地下水开采与调蓄方案和垃圾场防渗规划设计的依据。     

基于云模型推理的施肥机营养液pH值调节过程控制

针对精准施肥机营养液的pH值调节过程控制本质非线性、时滞性、时变性、不确定性等特点,建立了描述该过程的数学模型。利用云模型能够处理定性概念和定量描述之间不确定转换的特点,提出了一种基于云模型推理的变论域模糊PI控制(CVFPI)算法。该算法采用正态云模型描述系统误差和误差变化率的语言值,通过X条件隶属云和Y条件隶属云分别实现规则前件和规则后件的推理,利用伸缩因子实时调整输入输出变量论域,由二维云推理机实现控制参数的在线修正。为验证该算法的有效性和优越性,分别对CVFPI、VFPI、PI等3种控制算法进行了仿真测试和田间试验。试验结果表明,提出的CVFPI控制算法能够适应精准施肥pH值调节过程的控制要求,相比于常规PI控制算法和VFPI控制算法,在不同工作点条件下超调量分别减小45.3%、21.2%,均方根误差分别减小54.9%、52.9%,在不同流量条件下超调量分别减小59.0%、48.4%,均方根误差分别减小54.1%、37.9%,具有较好的动态特性和稳态特性。     

SCR系统尿素水溶液喷雾分解影响因素数值模拟

为研究柴油机SCR系统的尿素水溶液喷雾分解规律,建立了SCR尿素水溶液喷射雾化模型,进行了尿素喷射及雾化过程的数值模拟,分析了排气温度、排气流量、喷射速率和喷嘴布置位置对尿素水溶液分解的影响。结果表明,随着排气温度的升高,排气管内壁尿素水溶液粒子密度逐渐降低,且排气管内壁出现尿素水溶液粒子堆砌的位置逐渐后移,NH3体积分数随排气温度的升高呈先升高后降低的变化趋势,400℃时的NH3体积分数较高;随着排气流量的增大,排气管内壁出现尿素水溶液粒子堆砌的位置明显后移,NH3体积分数降低;随着尿素水溶液喷射速率的增大,排气管内壁尿素水溶液粒子密度逐渐增大,NH3体积分数呈近似线性增加,排气管内壁出现尿素水溶液粒子堆砌的位置基本不变;随着距离喷嘴布置位置的增大,尿素水溶液粒子的热解和水解反应进行更为充分,NH3体积分数逐渐增大。     

基于解域的四位置空间RCCC机构综合

将Burmester理论从平面及球面拓展到一般空间领域,给出了空间RCCC机构的一种综合方法。一般情况下,综合RCCC机构最多能给定连杆的3个位置。而4C机构的四位置综合可以得到无穷多解,因此可先建立4C机构无穷多解的解域,再在解域中找到主动杆与机架间C副无滑动位移的点作为R副,从而得到RC连架杆,最终获得RCCC机构。具体方法为:首先根据给定的4个位置的姿态角求解出满足要求的解曲线,并根据解曲线建立球面4R机构解域。其次在球面4R机构解域上选取一点作为RCCC机构运动副轴线方向的矢量,再与给定的4个位置的空间坐标结合求解出满足要求的解直线,进而根据解直线建立空间4C机构的解域。最后在空间4C机构的解域图中找到通过4个位置时主动杆与机架间C副无滑动位移的点作为R副,构成满足要求的空间RCCC机构。本文最后通过给出的数值示例证明了该方法的正确性和有效性。     

有机栽培水肥一体化系统设计与试验

A water and fertilizer integrated system for organic cultivation was designed. The system integrated functions of preparing and compounding organic liquid as well as automatical irrigation. Through different subroutines of the system, the aerobic fermentation of organic materials, liquid filtration, compounding and dilution of stock solution, and decision and execution of irrigation strategy can be conducted. Thus, the integration of preparation and management of nutrient solution in organic cultivation, as well as high efficiency and fine management in water and fertilizer could be achieved. In order to verify the reliability and applicability of the system, coconut chaff was selected as organic matrix and non soil and organic cultivation experiment of cucumber was carried out in the solar greenhouse. The results showed that the system was operated stably in preparation of organic liquid and management of water and fertilizer was good in cucumber cultivation. The mechanization and automation of organic fertilizer and water management was implemented. The yield of cucumber was up to 48165kg/hm2, the content of total soluble sugar, vitamin C and titratable acidity were 2.7%, 99.2mg/kg and 008%, respectively. The development and application of this system would break through the bottleneck that existed in water and fertilizer management in organic cultivation, and it had important realistic significances.     

丘陵-平原-湿地复合区降雨径流数值模型

针对丘陵-平原-湿地复合地区降雨径流数值模型较少、而已构建的模型对水文要素空间分布和湿地区水流运动又反映不足,采用格子玻尔兹曼法和有限元法构建丘陵-平原-湿地复合区降雨径流数值模型。在模型构建过程中将复合区分为地势起伏较大的上游丘陵区和下游地势变化较小的平原湿地区。上游丘陵区降雨采用距离平方倒数法计算降雨空间分布、采用格子玻尔兹曼法建立非饱和区土壤水运动模型、利用达西公式建立饱和区水流运动模型、利用格子玻尔兹曼法构建汇流数值模型,进而构建了上游区的降雨径流数值模型。平原湿地区采用基于有限元四边形单元构建了水流运动数值模型。平原湿地区入口边界采用上游区降雨径流数值输出的流量过程,平原湿地区出口边界采用基于格子玻尔兹曼法的汇流模型计算的水位过程。四边形单元有限元求解水流运动方程实现了上、下游区的无缝连接,模型使用比较方便。以挠力河流域为研究对象进行了降雨径流和平坦区水流运动模拟研究,模拟结果良好,说明模型较为可靠。     

开缝叶片低比转数离心泵空化性能的数值模拟

为了进一步提高低比转数离心泵的空化性能,对离心泵叶轮叶片进口附近的开缝进行研究.考虑开缝的3个参数,设计6组水力模型探究开缝对低比转数离心泵性能的影响.针对离心泵运行过程中产生空化的流动特点,基于Rayleigh-Plesset方程来描述空泡成长和溃灭过程的空泡动力学模型,采用RNG k-ε模型对在相同工况下的离心泵中两相流动进行数值模拟与分析.模拟结果表明:在叶片进口处开缝可以提高泵空化性能,其中第二组模型的空化性能提升比较明显,空化余量由4.447 m下降到3.910 m,降低了12.1%,水力效率由71.56%上升至76.46%;在相同工况下,开缝叶轮流道内的能量分布更加均匀,而扬程在额定流量下只有很小的变化.该模拟结果对研究低比转数离心泵内部流动特性及性能的提升具有一定的参考价值.     

基于博弈论赋权的灌溉用水效率GRA—TOPSIS评价模型

在构建区域灌溉用水效率综合评价指标体系的基础上,运用博弈论(Game theory,GT)思想将层次分析法(Analytic hierarchy process,AHP)所得主观权重与改进熵值法(Improved entropy value method,IEVM)所得客观权重进行综合集成以获取组合权值,并将灰色关联分析(Gray relation analysis,GRA)与逼近理想解排序(Technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)相结合,以三江平原10个大型灌区为例进行验证,对区域灌溉用水效率作综合评价。采用Spearman等级相关系数检验灌溉水有效利用系数排序与GRA-TOPSIS法排序,得到的相关系数高达0.863,且GRA-TOPSIS法、GRA法、TOPSIS法对同一灌区综合排序的位次相差均不超过2,表明评价结果具有合理性和一致性;GRA-TOPSIS法所得综合值的极差为0.343,变异系数为0.267,均高于单独使用GRA法或TOPSIS法的极差与变异系数,更有利于对灌区灌溉用水效率进行辨识分区。此外,根据目标层与准则层排序差异度将灌区分为3类,辨识各灌区灌溉用水效率主控因子,对区域灌溉用水效率发展策略的制定具有参考价值。