红萝卜侧面悬置排种勺式精量排种器设计与试验

为解决传统机械式蔬菜排种器无法实现精量播种及存在伤种的问题,设计了一种红萝卜侧面悬置排种勺式精量排种器。采用排种盘侧面悬置的排种勺完成种子的充种、清种、投种,实现了非接触式作业过程,理论分析了种子进入及脱离种勺的运动过程,并阐明其不伤种的基本原理,确定了排种盘、排种勺以及排种管的基本结构参数,采用EDEM离散元仿真软件模拟了不同排种勺结构尺寸下的工作过程,以排种勺型孔直径、深度及放样曲面圆角比为试验因素,以单粒率、多粒率、空粒率为试验指标,采用三因素五水平二次通用旋转组合设计进行仿真试验,确定排种勺最优结构参数为：型孔直径5mm,深度4.3mm,放样曲面圆角比0.12,基于此参数进行离散元仿真试验,通过自制排种器试验台进行台架试验以及将排种器安装到播种机上进行田间试验,仿真试验结果为单粒率93%、多粒率4%、空粒率3%,台架试验结果为合格指数平均值92.2%、重播指数平均值4.6%、漏播指数平均值3.2%,相对误差分别为0.86%、15%、6.67%,田间试验结果为：合格指数90.5%、重播指数6.9%、漏播指数2.6%,证明此排种器精量播种性能良好。同时与毛刷窝眼轮式排种器进行损伤率对比试验,损伤率分别为0.43%、1.27%,相对误差为66.14%,表明种子损伤明显降低。     

三七收获机挖掘铲减阻特性分析与试验

针对丘陵山区三七机械化收获挖掘阻力大和根茎损伤率高的问题,以不同铲型挖掘铲为研究对象,开展三七收获机挖掘铲作业机理与参数优化对比试验。通过理论分析与力学计算,确定各铲型挖掘铲主要结构参数,并通过Solidworks建立挖掘铲三维模型。开展4种铲型挖掘铲的位移流向仿真对比试验,追踪根茎颗粒和土壤颗粒空间运动轨迹,获得三轴位移分部,表明野猪头部仿生曲线特殊的曲率变化对破土阻力有显著影响,仿生铲面通过改变土壤颗粒流动方向,从而降低挖掘阻力。利用Design-Expert 13软件,以挖掘铲铲长、铲宽和铲刃倾角为试验因素,以挖掘阻力为试验指标进行组合试验,得到最优作业参数组合为：铲长354mm、铲宽40mm、铲刃倾角70°,在该组合下平均挖掘阻力为439.75N。开展高速摄影试验,获取三七根茎和土壤运动轨迹,结果表明三七根茎和土壤颗粒运动趋势与仿真试验一致,验证离散元模型可靠性。搭建试验台架,以入土角、铲片间距和挖掘速度作为试验因素,以挖掘阻力作为试验指标进行正交试验,得到不同工作参数对挖掘阻力影响的主次顺序为入土角、铲片间距、挖掘速度,最优工作参数组合为入土角15°、铲片间距80mm、挖掘速度0.4m/s。综合评估挖掘铲减黏降阻性能,仿生式挖掘铲作业效果最优。     

换热器节能技术综述

混合板式换热器作为余热利用系统中高效节能设备,其换热性能对系统效率及稳定性有重要影响。该研究基于RNG k-ɛ湍流模型,对M型和H型板式换热器流道内流动及传热过程展开数值模拟,研究板片结构对板间触点分布的影响,及雷诺数Re和板片组合对横向流道内流动及换热特性的影响规律。结果表明：M型板间触点呈“方格”, H型呈“菱形”,且H型流流体速度较大、温度场分布较均匀。随Re数增大,压降△P及平均努塞尔数$ \\overline {Nu} $均增大;Re数较低时,H型的$ \\overline {Nu} $明显提高,且△P增幅较小;而高Re数（Re=6 000）时,与M型相比,H型的$ \\overline {Nu} $增幅仅为△P的25%左右。随波纹间距s减小,触点数明显增多,△P和$ \\overline {Nu} $均增大;s为12～16 mm较合适。研究结果为混合板式换热器的设计及优化提供理论依据。

     

渗流侵蚀模拟中离散元模型参数影响性分析

[目的] 由于工程中渗流侵蚀发生的隐蔽性和发展的复杂性,离散元模拟成为学者开展渗流侵蚀机理研究的重要手段。固体模型的参数化构建通过控制模型内部颗粒的填充和分布影响水流作用下颗粒的运移和流失,是开展渗流侵蚀离散元模拟的关键环节。[方法] 当前有关离散元模型参数的研究主要为单参数讨论,从土体孔隙、土体颗粒和墙体边壁3个维度出发,考虑孔隙率、颗粒重叠比和墙体模量的变化构建6组土体模型,对其进行向上渗流计算并记录内部颗粒流失过程、力链结构变化及孔隙率变化过程,以评估3个参数对模型的影响性大小并从细观角度分析离散元模型参数对渗流侵蚀过程的影响机理。[结果] 离散元模型参数通过影响模型内部的颗粒和力链组成影响水流作用下颗粒的流失阶段。初始孔隙率控制模型内部的颗粒填充数目;墙体模量和颗粒重叠比影响模型内部的接触数目。颗粒和接触数目较多的模型,其内部颗粒多以颗粒群的形式移动;反之,不形成接触的自由细颗粒以单颗粒在模型内部发生纵向迁移,孔隙率曲线呈现波动变化。[结论] 研究结果从细观角度阐述参数对模型的影响,以期为基于流固耦合理论的离散元模拟方法的使用提供理论参考。     

链盘动刀式马铃薯种薯自动切块机取种装置设计与试验

为进一步提高链盘动刀式马铃薯种薯自动切块机取种装置的作业质量,基于EDEM-RecurDyn耦合方法对切块机取种装置作业过程进行仿真分析,按照二次旋转正交组合试验设计,以充种倾角、链轮转速和种层高度为影响因素,以取种合格指数和取种损失指数为响应值,通过预试验和单因素试验确定各因素对响应值的影响规律;基于前期仿真试验结果开展多因素仿真试验获得取种装置最优工作参数组合,并通过台架试验验证最优参数的可靠性。结果表明：当种薯质量为140~210 g时,各因素影响装置取种合格指数的主次顺序为,链轮转速、种层高度和充种倾角,影响取种损失指数的主次顺序为,种层高度、充种倾角和链轮转速。基于回归模型优化得到取种装置最优工作参数为,充种倾角29.59°、种层高度352.77 mm、链轮转速44.25 r/min;以最优参数进行台架试验得出,取种合格指数为94.31%,取种损失指数4.85%,与仿真试验预测结果相近。     

Modelling the escape of Chondrostereum purpureum spores from a larch forest with biological control of Prunus serotina

Chondrostereum purpureum is being developed as a microbial herbicide to controlPrunus serotina in coniferous forests. After biological control, the fungus produces basidiospores that may reach and infect non-target plants. As part of a risk analysis, spore escape from a forest was quantified. For this purpose, a stratified model was developed for a forest of 250 m with 250 m. A turbulent diffusion equation was used to describe spore fluxes for each layer.In a simple calculation procedure, the spore fluxes for the different layers were calculated simultaneously. The downwind escape fraction was found to vary from 0.19 to 0.45, and the upward escapte fraction from 0.07 to 0.23. These escape fractions increased with increasing wind speed.Number of spores released from basidiocarps, and escape fractions could be used as inputs for a Gaussian plume model to calculate spore immission into orchards.     

计算CN值及其在黄土高原典型流域降雨-径流模拟中的应用

针对SCS模型推广应用中存在的下垫面及气候不匹配造成的精度受限问题,基于SCS模型机制,反推得到CN值计算式。根据黄土高原小流域水保观测资料就不同土地利用类型对应的计算CN值进行率定,并在径流场和流域尺度进行还原验证,效果良好,表明计算CN值是一种值得推广和借鉴的水文计算模式,有助于提升SCS模型应用于黄土高原小流域降雨-径流模拟的精度。     

寒旱区井工煤矿开采与含水层失水协同分析模型构建及应用

针对寒旱草原区煤矿开采对地下水资源影响研究不足、评价方法定量程度不高等问题,文中以位于我国东北呼伦贝尔草原敏东井工矿为研究对象,通过分析井工煤矿开采引起的覆岩含水层失水特征,以地下水系统数值模拟软件为平台,提出将采煤形成的导水裂隙空间范围的处理成地下水系统的内部边界,以及调整不同开采期模型的初始水头,形成了敏东煤矿开采与含水层失水协同分析的数值模型构建方法。模拟分析得出研究区水均衡总量受大气降水控制明显,随着年降雨量增加水均衡总量增加,同时受到季节性冻土层隔水效应的影响,年均降雨入渗系数仅为0.12;煤层采动裂隙沟通的III含水层形成一般小于5m的水位降深,近地表的第四系Q含水层水位下降降深一般小于1m;地下水系统扰动程度指标E_q受矿井涌水(含水层地下水失水量)控制明显,矿井涌水量越大扰动程度E_q越高,2012年最大为9.8%,同时受大气降水补给影响,2013丰水年E_q减少至6.3%。     

谐波齿轮传动系统刚体动力学模型的建立与分析

利用Pro/E软件建立谐波齿轮的几何模型,将建立好的模型导入RecurDyn软件中,对其进行仿真,将仿真出的转速和啮合力与理论值进行比较,数据能够较好的吻合,说明此动力学模型的建立是合理的,仿真具有可信度。     

小麦条锈病大区流行的模型模拟

利用小麦条锈病品种-小种群体间相互关系模型即大区流行模型,PANCRIN,进行了模拟试验。模拟试验结果导致了如下推测或假想,如;1.陇南半山麦田的自生麦苗在大区流行中作用最大,但大区流行周年循环除冬麦和春麦→自生苗→冬麦这一主要路线外,可能还有一条冬麦→晚熟春麦→早播冬麦的次要路线。2.陇冬早播冬麦区在大区流行秋季菌源传播中的桥梁作用虽可肯定,但陇南 L2、L3自生苗上的菌源对关中、黄淮、江淮麦区 L7、L8、L9的作用仍然很大。3.消灭自生麦苗,必需把密度消减到历史最大密度的10%才能明显见效。4.不论新小种产生的突变率 MU 大小,全大区范围的品种布局比局布地区的,对延长广大平原麦区的品种抗病性更为有效;等等。这些结果一部分与已有经验或看法基本符合,另一部分则可为未知问题和有争议的问题的研究解决提供参考。