基于涡度系统的干旱区枣林能量平衡分析

【目的】揭示干旱区枣林的能量循环与能量变化规律。【方法】利用涡度相关法得到干旱区枣林连续2 a的通量数据,分析了能量变化规律、分配方式以及热存储项能量的日平均变化规律。【结果】(1)干旱区枣林生态系统的净辐射Rn、潜热通量LE、显热通量H、土壤热通量G在各月份的日均值变化均呈以净辐射变化规律为基础的单峰变化。(2)干旱区枣林2018年和2019年的整年度30 min尺度能量闭合率为73.45%、73.11%,计入热储存项后,能量闭合率分别提高了3.72%、2.75%,达到了77.17%、75.86%。(3)干旱区枣林的土壤热储存项日均值在生育期和休眠期变化规律相似;潜热热储存项和显热热储存项在生育期和休眠期变化规律不同;光合热储存项和冠层热储存项在休眠期均为0,但在生育期有典型的日变化。【结论】热存储项对干旱区枣林生态系统的能量平衡闭合程度贡献不大,干旱区枣林的能量分配方案受水分条件、植被类型和气候特征的影响。     

基于动网格技术水平轴风力机叶片及尾迹流场旋涡特性

为了研究风力机流场中涡的产生及演化过程,采用动网格技术中的重叠网格方法对水平轴风力机流场进行计算,利用Q准则对叶片表面、叶尖涡及中心涡涡旋结构进行可视化分析,并将计算结果与相同工况下滑移网格计算结果进行对比分析.结果表明:对比2种方法在不同截面的叶片表面涡量分布,动网格方法计算得出在吸力面流动分离区域更大,能够捕捉到更多叶片表面边界层分离的细节;叶尖涡在向下游运动过程中将出现“叶尖涡跳跃”现象;中心涡在尾迹流场中涡量分布呈双峰状,在风轮后0.5D~2.0D内,叶尖涡与中心涡发生混合扩散;动网格与滑移网格计算得出尾迹流场中,中心涡分布趋势基本一致,采用动网格方法得出涡量峰值更大,采用滑移网格方法得出中心涡更早发生扩散.相较于滑移网格方法采用动网格方法研究风力机流场中的涡会更具优势.     

基于大涡模拟的贯流式水轮机压力脉动分析

基于大涡模拟的Smagorinsky-Lilly动态亚格子模型,分别对灯泡贯流式水轮机的7个不同工况进行了非定常计算,得到了每个工况下流道内关键位置处测点的压力脉动信息。研究表明:该贯流式机组流道内压力脉动均含有转频分量,且距离转轮越近脉动越强;转轮区压力脉动最强,且脉动频率为叶片通过频率的自然数倍(5 n fn);尾水管的压力脉动主要由尾水涡带引起,叶片转频的影响可以忽略,尾水管中心区域的脉动强度大于外围;流道内压力脉动总体强度与水头和出力呈近似线性的正相关,而与流量、效率没有显著关联。     

农业机械自动化对农作物产量的影响研究

随着人口的不断增长,粮食安全越来越重要,农业机械自动化成为提高水稻、小麦和油菜等主要农作物生产效率和促进农业可持续性发展的关键。基于此,笔者探讨了农业机械自动化操作对水稻、小麦和油菜产量的影响,通过分析自动化技术的优势,以及其对这些农作物生产的潜在影响,阐述了农业机械自动化的未来前景与发展趋势。研究结果表明,农业机械自动化在提高农作物产量的同时,还能极大地促进农业的可持续发展。     

基于Omega涡识别方法的径流式水涡轮尾水管涡带特性

为了研究水涡轮尾水管的涡带特性与Omega涡识别方法对尾水管涡带的识别效果,对比了Q准则和λ₂准则以及Omega涡识别方法对尾水管涡带的识别效果,并基于Omega方法和降维的Omega方法分析了不同工况下尾水管的涡带特性.结果表明：对于径流式水涡轮,通过合理调整阈值,Q准则和λ₂准则以及Omega涡识别方法均能识别到清晰合理的尾水管涡结构,而Omega方法阈值选取区间较小且具有不敏感性;水涡轮尾水管在小流量工况时会出现较长的涡带,不利于机械的稳定性.同时运用二维Omega涡识别方法与拟涡能指标,在不同工况下对尾水管各监测面进行定量分析,确定涡量浓度高的区域,研究尾水管的能量耗散规律.结果发现,尾水管进水口到弯管之间的区域涡量浓度最高,能量耗散最大,流态最不稳定,这可为该型式水涡轮的结构优化提供理论参考与数据支撑.     

基于涡分析的旋涡泵内流动能量转换特性研究

为研究旋涡泵内复杂的旋涡特征,量化泵内旋涡体积和强度,分析旋涡结构对能量转换和能量损失的影响规律,采用非定常数值模拟和外特性实验相结合的方法对单级旋涡泵进行分析,综合使用Ω方法和Liutex方法对泵内旋涡进行识别和强度表征,提出平均旋涡强度进行量化研究,并结合动能方程的涡动力学分解式以及涡量分解理论进行分析。结果表明：泵内的旋涡充分发展区域存在螺旋形的管状旋涡结构,该旋涡从叶轮流道流出进入侧流道,并且随着流量的增大,涡管数量减少且旋涡强度降低;流量的增大使得叶轮内的旋涡体积和强度减小,而其在侧流道内相对变化较小,相同工况时叶轮内的平均旋涡强度远大于侧流道内;压力梯度对流体动能转换的贡献最大,旋涡结构引起的动量输运和耗散损失占比较小,但刚性涡量即旋涡结构的强度与动量输运呈正相关,变形涡量则与拟涡能损失相关性较强。     

宁夏青铜峡灌区主要农作物地面灌溉制度的分析研究

对宁夏青铜峡灌区春小麦、水稻的需水量开展试验研究;在总结群众高产灌溉经验的基础上,开展春小麦灌溉制度田间试验研究;在灌区推广应用水稻控制灌溉技术,并进行试验观测研究。在上述工作的基础上,分析总结出宁夏青铜峡灌区春小麦、水稻的需水量值和灌溉制度,分析结果为农田灌溉用水量计算和水利规划设计工作提供了依据。     

基于FLUENT的单-双涡室离心泵径向力分析

以某电厂3715L型脱硫泵为模型,应用商业软件FLUENT,采用标准k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对单-双涡室离心泵内部流场进行模拟,分析了这两种泵静压力和速度场的分布规律,并对径向力进行了计算分析.通过对比分析发现,单涡室离心泵在非设计工况点时隔舌两侧区域出现较大压差,作用于叶轮产生径向力,小流量时叶轮出口出现不对称的高速流体;双涡室结构能够有效地改善非设计工况点时压水室能量的转化,小流量时叶轮出口的高速液体呈对称分布,从而降低了压水室压差,起到了平衡径向力的作用;通过计算发现,偏离工况点时双涡室结构设计能有效地减小径向力.数值模拟的结果与现有理论的基本吻合,实际运行情况稳定,可以为更好地认识和设计双涡室离心泵提供依据.     

基于电液作动器技术的机器人关节微型驱动系统

针对机器人要求驱动器结构紧凑、输出力矩大、响应快速等,提出了一种基于电液作动器技术的机器人关节微型驱动系统。该系统将电动机、泵及负载融为一体,结构简单,布置灵活,能提供较大的系统压力。在磁路分析基础上,建立了电磁式脉冲柱塞泵模型及等效电路,描述了磁场分布及活塞运动对电磁系统的影响。基于机、电、液一体化特征,建立了关节驱动系统工作过程仿真模型,探讨了负载与系统电流的变化关系。仿真及实验结果表明:该系统能够提供最大2.5 MPa负载压力,能够在0～2.4 MPa压力范围内稳定工作,系统压力响应达到1.2 MPa/s,能够满足机器人关节的工作需要。     

基于LES的泵站前池表面涡及液下涡流瞬态特性分析

泵站前池或泵站进水池是泵进口前的过流部件,在不同工况的流动中存在多种旋涡,可分为自由表面涡和液下涡,这些高度不稳定的旋涡是影响水泵装置运行效率及稳定性的重要因素。为了研究泵站进水池的内部涡流,采用大涡模拟(LES)及流体体积函数(VOF)方法对泵站进水池中的三维非稳态流动进行了非定常数值计算,并进行了系统的验证。基于数值计算结果,统计了旋涡的时均特性,讨论了RANS方法和LES方法对涡流预测的区别;采用λ2等值面将旋涡结构可视化,观测到自由表面涡及附底涡周围环绕的二次涡结构;分析了不同时刻表面涡及附底涡的形态和瞬态特性,通过涡量方程得到了对流项及拉升、弯曲项对主涡涡量变化的影响。结果表明:二次涡与主涡的相互作用在一定程度上增强了主涡动量的向外耗散,并通过自旋引起主涡轴向拉升或者弯曲。     

基于多时相植被指数的云南高原山地冬小麦识别与研究

粮食安全是最根本的民生问题,云、雾等自然因素是影响遥感种植监测的主要因素之一,因此获取精准、高效的耕地种植监测信息的对保障当地粮农安全、粮食估产及面积估算具有重要意义。在利用多时相植被指数（VI）合成模型的构建、农作物特征与耕地信息的可分离性两方面对高原山地农作物耕地面积提取的研究少。本研究基于哨兵2（Sentinel-2）数据,构建了多时相植被指数合成模型,估算了2020-2021年归一化植被指数（NDVI）、增强植被指数（EVI）和红绿叶绿素植被指数（RECI）三种植被指数的提取结果,研究了预测模型与高原山地农作物的相关性,探讨了不同植被指数模型对农作物识别精度。结果表明：①多时相NDVI模型相较EVI、RECI对冬小麦面积提取精度更高,与云南高原山地冬小麦相关性最强,用户精度约为93.28%;②利用三期NDVI组合与两期NDVI组合均可对冬小麦精准提取,但三期NDVI草型提取精度更高。因此,本研究利用多时相NDVI指数模型对冬小麦种植面积的精准预测,证明了该模型可有效适用于云南高原山地冬小麦,并为当地冬小麦面积的预测提供了数据支撑。     

基于熵产的旋流泵流动损失特性分析

为揭示旋流泵运行过程中的能量损失特性,通过数值模拟的方法分别对60%,100%和120%设计流量工况下旋流泵的内部流场进行分析和研究,同时基于熵产理论对旋流泵各个过流部件的流动损失进行定量分析.结果表明:旋流泵在运行过程中总熵产先减小后增大,其中能量损失最大的区域是无叶腔和后腔部分,约占总熵产的70%以上.叶轮区域的熵产随着流量增加逐渐增大,设计流量、大流量工况下叶轮区域的熵产占总熵产的比例超过20%.进口延长段区域的熵产随流量增加逐渐减小,设计流量、大流量工况下熵产占比低于1%.流场分析显示,在小流量工况下,蜗壳隔舌前端和进口流道有明显的大尺度涡团和回流.设计流量、大流量工况下流动不稳定区域主要集中在叶轮区域,该区域涡核几乎充满所有流道,且有大量旋涡产生造成流道阻塞和回流.研究结果能够为旋流泵的优化设计提供一定的参考.     

作物干旱胁迫补偿效应研究进展

干旱是作物生长环境中普遍存在的逆境胁迫之一,在一定范围的干旱胁迫后复水短期内,作物在生理生化代谢和生长发育等方面产生补偿或超补偿效应的正面效应,以弥补干旱胁迫期间对作物造成的伤害和损失.补偿效应是作物抵御逆境胁迫的重要调节机制,也是对作物进行有效水分调控,实现节水高效农业的主要生理依据.文中从生长、生理生化、代谢及产量补偿效应及其影响因素等进行了综述.在此基础上,提出今后可从胁迫-复水条件下作物农艺及生理指标的补偿机制,光合作用的补偿规律及反馈机制,水分胁迫后补偿效应的效益评价3个方面进行研究.对于完善和丰富生物性节水理论和指导农业高效用水管理,发展节水灌溉和提供作物水分生产力具有重要的理论意义和实用价值.     

半开式旋涡泵空化分析及试验

半开式旋涡泵采用新型的半开式叶轮,为研究其空化特性,采用基于雷诺时均方程和RNGk-ε湍流模型的单相模型对其内部流场进行数值模拟,得到了叶片表面速度和压力的分布规律,半开式旋涡泵的叶片根部是发生空化的危险区域．在对空化监测方法进行总结分析的基础上,针对半开式旋涡泵的具体特点,选择能量和噪声结合的方法进行了试验研究,结果表明,半开式旋涡泵工作性能稳定,半开式叶轮改善了旋涡泵的空化性能．在同等条件下半开式旋涡泵比闭式旋涡泵的性能有较大改善,对深入研究半开式旋涡泵的理论计算和设计提供了依据．     

基于敏感系数的贡献值法对参考作物腾发量变化的成因分析

本文采用FAO Penman-Monteith公式对大连地区1970-2006年间的参考作物腾发量进行计算,分析了该地区近37年来ET0的变化成因及各气象要素对ET0变化的贡献值.结果表明:37年来,大连地区生长季ET0逐渐减少,年际ET0呈不明显增加趋势,从生长季来看,ET0对相对湿度的变化最敏感,太阳辐射是对ET0变化贡献最大的因素,也是引起ET0变化的主要因素;而从年际来看,ET0对相对湿度的变化最敏感,尽管太阳辐射对ET0变化的贡献值最大,但对ET0变化成因起主导作用的却是相对湿度和平均温度.     

单缸柴油机在高原环境下的功率研究

本文通过模拟高原环境下的进气压力,通过样机性能的测试,给出了对比曲线,供生产厂家出厂时参考。     

基于LabVIEW的猪舍温度监控系统的研究

针对传统猪舍温度较难控制的缺点,设计了一种以STC89C52型单片机、数字温度传感器DS18B20和执行机构为硬件核心,以LabVIEW和PID工具包为软件开发平台的实时温度监控系统。该系统通过串口将单片机采集到的现场温度传递到上位机,并由LabVIEW对采集的信号进行分析和处理,实现了数据采集、处理、显示、存储及控制等功能,最终实现对猪舍温度的实时监控。测试结果表明,该系统能够实时准确地采集数据温度值,较好的满足猪舍温度监控的要求,系统运行情况良好,易于操作,且可扩展性强。     

Analysis of water application costs with a centre pivot system for irrigation of crops in Spain

The aim of this study was to present a methodology to analyse the main factors that influence annual water application costs in centre pivot irrigation systems and to determine the most cost-effective centre pivot design, given the variables of machine length, lateral pipe diameter, sprinkler type (LEPA and fixed and rotating spray plate sprinklers (FSPS and RSPS)), system capacity, application efficiency, and water and energy costs for the irrigation of crops such as maize under conditions in Spain. Annual water application costs were calculated as the sum of the investment (Ca), energy (Ce), water (Cw), and equipment maintenance costs (Cm). Parameters used to assess the influences on pivot design were system capacity S _c = 1.25 L s^?1 ha^?1; application efficiency Ea = 80% for FSPS, Ea = 85% for RSPS, and Ea = 90% for LEPA; water price P _w = 0.06 € m^?3 (0.081 US dollars); energy price En_e = 0.10 € kWh^?1 (0.135 US dollars); net annual crop irrigation water requirement N _n = 7,000 m³ ha^?1 year^?1; and net daily peak crop water requirement N _nmax = 7.63 mm d^?1 for maize. Results indicate that for plots smaller than 30 ha, the recommended pipeline diameter is 127.0 mm (5 in); for 30–40 ha, 168.3 mm (6 5/8 in); for 40–75 ha, 219.1 mm (8 5/8 in); and for 75–100 ha, 254.0 mm (10 in). A multidiameter pipe solution only slightly reduced water application costs in most cases studied. It was also determined that water costs and irrigation efficiency have a major influence on the total annual cost of water application; however, system capacity and energy price did not strongly affect total cost. For this reason, water application uniformity is very important and can be accomplished using a proper nozzle package and regular maintenance. The paper helps farmers determine the most cost-effective centre pivot design and management.     

自吸旋涡泵内部流动分析

基于雷诺时均方程和κ-ω双方程湍流模型,应用Fluent软件对自行设计制造的自吸旋涡泵内部流场进行数值模拟．压力与速度耦合求解采用SIMPLEC算法．在模型泵外特性试验和五孔管柬形探针对泵体流道静压场测量的基础上,通过对比分析数值模拟和试验结果,解释了旋涡泵汽蚀及纵向、径向旋涡产生原因,得出了旋涡泵内部总压、静压和速度分布及变化规律,并给出了旋涡泵泵体流道内部压力随流量增加而减小,且沿圆周流道静压呈非线性递增的变化趋势．得到了旋涡泵压力及速度变化规律．为以后自吸旋涡泵的优化设计及应用提供参考．     

自吸旋涡泵内部流动分析

基于雷诺时均方程和k-ω双方程湍流模型,应用Fluent软件对自行设计制造的自吸旋涡泵内部流场进行数值模拟.压力与速度耦合求解采用SIMPLEC算法.在模型泵外特性试验和五孔管束形探针对泵体流道静压场测量的基础上,通过对比分析数值模拟和试验结果,解释了旋涡泵汽蚀及纵向、径向旋涡产生原因,得出了旋涡泵内部总压、静压和速度分布及变化规律,并给出了旋涡泵泵体流道内部压力随流量增加而减小,且沿圆周流道静压呈非线性递增的变化趋势.得到了旋涡泵压力及速度变化规律,为以后自吸旋涡泵的优化设计及应用提供参考.