2013, 44(7):1-5. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.001
摘要:針對(duì)自由活塞內(nèi)燃發(fā)電機(jī)較難實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行的問題,對(duì)自由活塞內(nèi)燃發(fā)電機(jī)工作過程活塞受力狀況進(jìn)行了分析,結(jié)果表明其工作過程可以看成是單自由度有阻尼強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)。結(jié)合工作過程中的能量守恒原理,分析了自由活塞內(nèi)燃發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行過程中結(jié)構(gòu)參數(shù)與性能參數(shù)之間的耦合關(guān)系,通過等效計(jì)算,獲得了自由活塞內(nèi)燃發(fā)電機(jī)穩(wěn)定工作所需要的匹配參數(shù)。并以一樣機(jī)為例,對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明通過等效計(jì)算所確定的匹配參數(shù)能夠近似實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行,驗(yàn)證了分析的正確性。
2013, 44(7):6-11. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.002
摘要:針對(duì)自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)啟動(dòng)過程中的匹配問題,建立了內(nèi)燃發(fā)電機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)過程的數(shù)學(xué)模型。通過對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)位移及速度的簡(jiǎn)化,推導(dǎo)出直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)力簡(jiǎn)化表達(dá)式。研究結(jié)果表明:增加內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)組件質(zhì)量,可以減小直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力,但是活塞組件達(dá)到的最大速度減小,不利于高速啟動(dòng);減小內(nèi)燃機(jī)摩擦阻力系數(shù)以及有效壓縮比也可以降低直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力。利用該簡(jiǎn)化公式分析了一臺(tái)樣機(jī)的啟動(dòng)過程,獲得了該樣機(jī)所需要的最小驅(qū)動(dòng)力。
2013, 44(7):12-16,22. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.003
摘要:對(duì)1.2L低壓空氣輔助缸內(nèi)直噴汽油機(jī)進(jìn)行了工作過程仿真研究。分析了進(jìn)氣道及缸內(nèi)的工質(zhì)流動(dòng),比較了不同噴油時(shí)刻燃燒室改進(jìn)前后在壓縮上止點(diǎn)前20°CA時(shí)的缸內(nèi)混合氣濃度分布狀況,探討了點(diǎn)火時(shí)刻對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的影響。結(jié)果表明:壓縮上止點(diǎn)前20°CA時(shí)缸內(nèi)混合氣濃度分布的整體均勻度要好于原機(jī),且當(dāng)噴油時(shí)刻為420°CA和440°CA時(shí)均能在兩個(gè)火花塞間隙處形成適合穩(wěn)定點(diǎn)火的混合氣濃度;隨著點(diǎn)火時(shí)刻的提前,燃燒逐漸提前,缸內(nèi)最大爆發(fā)壓力及最大壓力升高率增大;此外,隨著點(diǎn)火時(shí)刻的推遲,火焰發(fā)展期逐漸縮短,而快速燃燒期則呈現(xiàn)出先縮短后增長(zhǎng)的趨勢(shì)。
2013, 44(7):17-22. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.004
摘要:采用噴霧模擬試驗(yàn)與優(yōu)化算法對(duì)柴油機(jī)缸內(nèi)準(zhǔn)維模型進(jìn)行高原試驗(yàn)修正和校正,運(yùn)用直接耦合方法,建立具有變海拔適應(yīng)性的某重型車輛動(dòng)力裝置(柴油機(jī)及輔助系統(tǒng))工作過程全耦合數(shù)值仿真模型:根據(jù)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)流動(dòng)的統(tǒng)一化阻力和傳熱方程,建立車輛進(jìn)氣系統(tǒng)阻力模型;基于一維非穩(wěn)態(tài)可壓縮流體動(dòng)力學(xué)理論和傳熱理論,建立噴油系統(tǒng)工作模型;考慮潤(rùn)滑油對(duì)傳熱量的影響,建立柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)模型;各輔助系統(tǒng)模型與柴油機(jī)工作過程實(shí)現(xiàn)耦合計(jì)算,即計(jì)算中柴油機(jī)與輔助系統(tǒng)的邊界條件雙向?qū)崟r(shí)傳遞。試驗(yàn)驗(yàn)證了耦合仿真的準(zhǔn)確性。結(jié)果表明:海拔高度4500m,外特性工況,功率最大下降45%,燃油消耗率最大增加71%;高原缸內(nèi)熱流分布中需要冷卻液帶走的熱量比平原增加48.6%;活塞-缸套-缸蓋溫度場(chǎng)整體升高,最高溫度增加85~91K。海拔高度3700m,水泵揚(yáng)程最大下降3.9m;單獨(dú)增加水泵流量,散熱器進(jìn)出口水溫整體升高。
潘鎖柱 , 宋崇林 , 裴毅強(qiáng) , 呂剛
2013, 44(7):23-27. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.005
摘要:采用燃燒分析儀和DMS500型快速顆粒取樣分析儀,在一臺(tái)缸內(nèi)直噴汽油機(jī)上進(jìn)行了點(diǎn)火定時(shí)對(duì)燃燒過程和顆粒物排放影響的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:隨著點(diǎn)火定時(shí)的不斷延遲,火焰發(fā)展期逐漸縮短,快速燃燒期逐漸增大,缸內(nèi)壓力峰值逐漸下降,瞬時(shí)放熱率峰值和缸內(nèi)最高燃燒溫度均逐漸降低且后移,放熱過程遲緩,膨脹行程缸內(nèi)溫度逐漸升高。缸內(nèi)直噴汽油機(jī)排氣顆粒物排放呈包括核態(tài)和積聚態(tài)顆粒物的雙峰分布;隨點(diǎn)火定時(shí)的推遲,核態(tài)和積聚態(tài)顆粒物峰值數(shù)密度均逐漸降低,顆粒物總數(shù)量濃度逐漸降低,積聚態(tài)顆粒物峰值粒徑逐漸減小,而核態(tài)顆粒物峰值粒徑受點(diǎn)火定時(shí)的影響較小。
2013, 44(7):28-32,38. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.006
摘要:在一臺(tái)轉(zhuǎn)速固定的火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行了CO2稀釋對(duì)CO摻氫混合燃料的燃燒及排放性能影響的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,氫氣較快的燃燒速度彌補(bǔ)了由于其熱值較低造成的對(duì)平均有效壓力的影響,使得在每個(gè)當(dāng)量比條件下平均有效壓力基本保持不變。同時(shí),摻氫對(duì)提升熱效率及燃燒穩(wěn)定性、改善CO以及NOx排放都有顯著作用。適當(dāng)?shù)腃O2稀釋對(duì)平均有效壓力和熱效率的影響均不明顯,而NOx排放水平則顯著下降。但是過高的稀釋率會(huì)導(dǎo)致部分燃燒,造成平均有效壓力、熱效率及CO排放的惡化。
2013, 44(7):33-38. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.007
摘要:為準(zhǔn)確了解生物柴油溫度對(duì)霧化效果的影響規(guī)律,通過自制高響應(yīng)溫度傳感器,測(cè)試了大豆脂肪酸甲酯(SFAME)在S195型發(fā)動(dòng)機(jī)額定工況下盛油槽溫度的變化;在共軌噴油系統(tǒng)上模擬發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的噴油溫度,使用馬爾文粒徑測(cè)試儀,測(cè)取了不同噴油溫度下霧滴粒徑分布的變化情況。結(jié)果表明:S195型發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定的額定工況下,噴油溫度在噴油始點(diǎn)為281℃,噴油過程中呈下降趨勢(shì);通過控制供油管路上的加熱裝置,提高噴油溫度可使霧滴的索特平均直徑(SMD)減小,但隨著噴油溫度升高霧滴直徑的減小趨勢(shì)減緩;預(yù)熱噴油器前的生物柴油,能提高噴霧過程后期的噴油溫度,有利于改善霧化效果。
楊凱 , 張紅光 , 張健 , 楊富斌 , 王震 , 范伯元
2013, 44(7):39-44. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.008
摘要:針對(duì)柴油機(jī)變工況下的排氣特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一套有機(jī)朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)。通過實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算,研究共沸混合工質(zhì)和非共沸混合工質(zhì)在不同蒸發(fā)壓力下對(duì)車用柴油機(jī)不同運(yùn)行工況的有機(jī)朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)性能的影響。研究結(jié)果表明,柴油機(jī)變工況下,非共沸混合工質(zhì)R415B的ORC系統(tǒng)火用損率平均值比共沸混合工質(zhì)R508A低38%。通過對(duì)比分析,非共沸混合工質(zhì)R415B最適用于變工況車用柴油機(jī)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng),最大凈輸出功率約為27.60kW。
2013, 44(7):45-49. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.009
摘要:為研究離心泵葉輪進(jìn)口部分的空化形態(tài),以一臺(tái)中等比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵為對(duì)象,在泵進(jìn)口管路上增加全透明水箱,基于泵產(chǎn)品智能測(cè)試系統(tǒng)和圖像采集系統(tǒng),在離心泵閉式試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)3種不同流量下葉輪進(jìn)口的空化形態(tài)進(jìn)行可視化試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:空泡首先在模型泵葉片背面進(jìn)口邊附近初生,空泡的產(chǎn)生位置因運(yùn)行工況不同而變化; 隨著裝置空化余量NPSHa的下降,多個(gè)葉片背面有空泡產(chǎn)生,并隨著葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng),呈現(xiàn)明顯的初生、生長(zhǎng)和潰滅的動(dòng)態(tài)過程; 當(dāng)泵揚(yáng)程下降較大時(shí),空泡的分布隨葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)變化不大,且靠后蓋板一側(cè)的空泡分布小于靠前蓋板一側(cè)。
2013, 44(7):50-54,49. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.010
摘要:采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)方法對(duì)全流場(chǎng)模型下離心泵的性能進(jìn)行了分析。闡述了離心泵計(jì)算區(qū)域的拓?fù)鋲K生成和結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分方法;分析了全流場(chǎng)模型和非全流場(chǎng)模型的數(shù)值模擬結(jié)果,并比較兩者產(chǎn)生差異的原因。證實(shí)了腔體的存在對(duì)模擬結(jié)果的影響,得到的全流場(chǎng)數(shù)值模擬性能預(yù)測(cè)精度優(yōu)于非全流場(chǎng)數(shù)值模擬,其流態(tài)分布也存在顯著的差別,并獲得了口環(huán)泄漏量與離心泵流量和揚(yáng)程的關(guān)系。將離心泵全流場(chǎng)模型的模擬結(jié)果與試驗(yàn)值進(jìn)行了對(duì)比:設(shè)計(jì)工況點(diǎn)(Qd),離心泵的揚(yáng)程相對(duì)誤差為0.79%,效率相對(duì)誤差為0.9%,模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果比較接近;在0.2Qd時(shí),揚(yáng)程相對(duì)誤差為6.24%,效率相對(duì)誤差為9.61%,極小流量點(diǎn)的數(shù)值模擬精度有待提高。
2013, 44(7):55-60,66. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.011
摘要:通過數(shù)值模擬和試驗(yàn),研究了渦動(dòng)情況下偏心距和渦動(dòng)頻率比對(duì)離心泵內(nèi)外特性的影響。在給定一系列轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)參數(shù)條件下,采用RNG k-ε湍流模型對(duì)包含前后泵腔在內(nèi)的全流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了偏心距對(duì)離心泵外特性的影響和渦動(dòng)頻率比對(duì)離心泵內(nèi)部流場(chǎng)的影響,研究了離心泵內(nèi)部流體力的分布情況以及偏心距和渦動(dòng)頻率比對(duì)離心泵內(nèi)部流體力的影響。研究結(jié)果表明:隨著偏心距的增大,泵高效區(qū)范圍變窄;流體力的法向分力Fn、切向分力Ft均與渦動(dòng)頻率比ω/Ω近似呈二次函數(shù)關(guān)系,這種二次函數(shù)關(guān)系與偏心距大小相關(guān);葉輪受到的流體力主要來源于葉輪內(nèi)部流體,且葉輪內(nèi)部流體周向壓力分布不均。對(duì)于離心泵來說,當(dāng)ω/Ω>0時(shí),葉輪內(nèi)的旋渦較少,水力損失較小,對(duì)渦動(dòng)效果有抑制作用;當(dāng)ω/Ω<0時(shí),葉輪內(nèi)旋渦較多,水力損失較大,對(duì)渦動(dòng)效果有促進(jìn)作用。
2013, 44(7):61-66. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.012
摘要:采用PIV技術(shù)對(duì)一雙葉片離心泵葉輪出口處的滑移速度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,得到了7個(gè)工況、6個(gè)相位下的滑移系數(shù),發(fā)現(xiàn)隨著流量的增大6個(gè)相位下的平均滑移系數(shù)呈遞減的趨勢(shì)變化。采用斯托道拉公式、威斯奈爾公式、斯基克欽公式分別計(jì)算了雙葉片離心泵的滑移系數(shù),并與各個(gè)工況下的實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行了比較。根據(jù)實(shí)驗(yàn)值對(duì)計(jì)算誤差最小的威斯奈爾公式進(jìn)行了修正,并重新設(shè)計(jì)一個(gè)雙葉片葉輪進(jìn)行了驗(yàn)證。研究結(jié)果表明7個(gè)工況下修正后的滑移系數(shù)計(jì)算誤差均在3.5%以內(nèi),其最大誤差為3.23%。
許景輝 , 馬孝義 , Sally D Logsdon , Robert Horton
2013, 44(7):67-72. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.013
摘要:土壤介電特性是影響FDR傳感器測(cè)量土壤含水量精度和適應(yīng)性的重要物理參數(shù)。為了確定28mm長(zhǎng)、10mm間距的7探針FDR傳感器理想頻率,通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)4種不同土壤的LF-UHF頻段(1MHz~3GHz)散射參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量,通過Logsdon和Laird模型變換,使用Matlab進(jìn)行了4種土壤表觀介電常數(shù)的計(jì)算和繪制。通過土壤介電頻譜分析,研究了土壤極化機(jī)理,分析了土壤介電特性與頻率的關(guān)系,確定了FDR傳感器的工作頻段為44~398MHz,考慮到溫度對(duì)極化的影響,其最佳工作頻段為62~110MHz,其中75MHz是其工作的最佳頻率。此頻率下土壤介電值僅對(duì)土壤含水量敏感,是消除溫度等因素對(duì)FDR傳感器影響的理想頻率。
2013, 44(7):73-77,72. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.014
摘要:設(shè)計(jì)了一種適用于快速測(cè)量土壤含水率的近紅外傳感器。發(fā)光二極管(LED)作為傳感器的光源,中心波長(zhǎng)為1940nm的光為測(cè)量光,1800nm為參考光,土壤含水率對(duì)這2個(gè)波長(zhǎng)的光有不同的吸收特性。光源發(fā)出的光照射到土壤表面,經(jīng)反射后進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換器,將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),送至兩級(jí)放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)、顯示和存儲(chǔ)設(shè)備,輸出的反射光強(qiáng)與土壤含水率存在一定的關(guān)系。儀器性能試驗(yàn)表明:光源傳感器到土壤表面的距離對(duì)采集信號(hào)的強(qiáng)度有一定影響,根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu),可以選擇一定的距離使反射信號(hào)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性最好。兩波長(zhǎng)光的反射光強(qiáng)隨著土壤粒徑的增大而減?。煌寥篮逝c相對(duì)吸收深度之間具有很好的線性相關(guān)性,回歸分析的決定系數(shù)為0.863。
2013, 44(7):78-82,66. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.015
摘要:以孔雀河流域典型地帶為研究區(qū)域,利用電磁感應(yīng)式大地電導(dǎo)率快速測(cè)定技術(shù)探測(cè)獲得表觀土壤電導(dǎo)率數(shù)據(jù),構(gòu)建了基于電磁感應(yīng)技術(shù)的區(qū)域尺度剖面分層土壤鹽分精確解譯模型,精準(zhǔn)解譯出研究區(qū)剖面土壤鹽分含量信息,并以此為數(shù)據(jù)源采用三維普通克里格法解析并評(píng)估了研究區(qū)土壤鹽分三維空間分布特征。研究表明,不同測(cè)量位數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用能夠表征剖面土壤鹽分信息,構(gòu)建出的剖面分層土壤鹽分解譯模型具有較好的精度;研究區(qū)不同區(qū)位土壤鹽分三維分布呈現(xiàn)明顯差異;研究區(qū)土壤主體屬中度以上鹽漬化,局部地帶屬于重度以上鹽漬化土壤,需采取有效治理措施對(duì)土壤鹽漬化進(jìn)行可靠防控。
2013, 44(7):83-89. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.016
摘要:探討復(fù)合施用聚丙烯酰胺(PAM)和粉煤灰改良沙土?xí)r,重金屬(以Cr、As、Ni為例)在土壤、植物當(dāng)中的運(yùn)移規(guī)律,以及PAM在粉煤灰改良土壤中對(duì)重金屬運(yùn)移規(guī)律的影響。采取田間小區(qū)試驗(yàn)的方法,設(shè)計(jì)3種PAM施用量(0、60和120mg/kg)和4種粉煤灰施用量(0、5%、10%和15%),其中不添加PAM和粉煤灰的處理為對(duì)照。試驗(yàn)結(jié)果表明:添加粉煤灰后,表層沙土當(dāng)中Cr、Ni元素含量增加,而粉煤灰施用量為15%時(shí)As元素含量減少。在粉煤灰改良土壤中添加PAM能夠?qū)⒏嘀亟饘俟潭ㄔ谕寥辣韺樱瑥亩种浦亟饘俚牧芟?,同時(shí)減少玉米對(duì)Cr、As、Ni的吸收。
2013, 44(7):90-97. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.017
摘要:采用根鉆法(洛陽鏟)及干燥法分層獲取棗林深層根系的細(xì)根干重密度和土壤水分?jǐn)?shù)據(jù),利用有序聚類法對(duì)深層土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行垂直分層,劃分為3層,即強(qiáng)耗水層(2.0~4.4m)、弱耗水層(4.4~5.0m)和微弱耗水層(5.0~7.0m)。該分層結(jié)果能較好地反映出深層根系吸收利用土壤水分的特征,其中強(qiáng)耗水層內(nèi),不同土層棗林的細(xì)根干重密度波動(dòng)較大,但土壤水分并未隨根系波動(dòng)而改變,土壤含水率低且較為穩(wěn)定;弱耗水層內(nèi)細(xì)根干重密度連續(xù)減少,土壤含水率呈現(xiàn)增加趨勢(shì);微弱耗水層內(nèi)5.0m以下土層未發(fā)現(xiàn)細(xì)根,土壤含水率顯著提高。
2013, 44(7):98-106,97. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.018
摘要:夏玉米/冬小麥輪作期間,設(shè)置3種灌水處理:地下水灌溉,灌水定額52.5mm;再生水灌溉,灌水定額52.5mm;再生水灌溉,灌水定額105mm,研究了田間0~450cm包氣帶土壤中主要鹽分離子的遷移規(guī)律。結(jié)果表明:鹽分離子質(zhì)量比和電導(dǎo)率在土壤中從大到小依次為:380~450cm壤土土層、0~120cm壤土土層、120~380cm砂土土層;再生水中可溶性K+和Cl-表現(xiàn)出較強(qiáng)遷移能力,影響深度450cm,K+在0~450cm土層變化,但Cl-主要在0~250cm土層變化;可溶性Ca2+和電導(dǎo)率的影響深度為380cm,但主要在0~120cm土層變化;380~450cm壤土土層對(duì)鹽分離子的遷移起到了阻滯作用,大幅降低了地下水受到污染的風(fēng)險(xiǎn)。建議利用灌水定額為52.5mm的再生水灌溉,夏玉米灌水1次,冬小麥灌水4次或更少。
劉計(jì)良 , 王正中 , 劉銓鴻 , 蘇德慧 , 趙延風(fēng)
2013, 44(7):107-112. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.019
摘要:提出了一種防止黃土高原坡耕地水土流失的“縫、洞”技術(shù),使坡面徑流在重力作用下通過“縫”就地?cái)r蓄于“洞”中形成土壤水庫(kù),通過“縫、洞”節(jié)節(jié)攔蓄,可抑制大面積坡面徑流的匯聚并減少蒸發(fā),達(dá)到防止水土流失的目的。指出了“縫、洞”措施在黃土坡耕地應(yīng)用過程中應(yīng)該注意的問題;提出了這種微型水利水保工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),以相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)暴雨徑流全部流蓄“洞”中為原則,初步提出“縫、洞”的合理布置方案,推導(dǎo)出合理洞徑與縫距之間的關(guān)系。應(yīng)用有限元法模擬了成洞過程及滲流分析,得到了成洞后洞體周圍土體的物理力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律:成洞后,在洞體周圍約0.4倍洞徑的區(qū)域,土體的物理力學(xué)性質(zhì)較成洞前發(fā)生較大變化,土體的孔隙率和滲透系數(shù)顯著降低,干密度和變形模量顯著升高,并且離洞體越近,孔隙率和滲透系數(shù)越小,干密度和變形模量越大;滲流穩(wěn)定后,洞體強(qiáng)度略有降低,洞體產(chǎn)生一定的變形。
2013, 44(7):113-120. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.020
摘要:選取北京市懷柔區(qū)水庫(kù)附近一處坡地栗園作為試驗(yàn)地,用表土改良劑(聚丙烯酰胺,PAM)和土壤保水劑(SAP)進(jìn)行坡地栗園的肥料污染防治,通過人工降雨試驗(yàn)方法對(duì)PAM的防污效應(yīng)進(jìn)行了研究,同時(shí)進(jìn)行為期2年(2010~2011年)的野外監(jiān)測(cè)試驗(yàn),研究了技術(shù)應(yīng)用以后坡面水土和養(yǎng)分流失,土壤剖面墑情和氮素運(yùn)移等情況。結(jié)果表明:PAM減小坡面次降雨徑流氮素平均質(zhì)量濃度和污染物排放負(fù)荷的幅度分別為5%~8%和16%~22%,其中PM的處理減少坡面氮素流失方面效果最好;與未施加化學(xué)制劑的對(duì)照PS0相比,化學(xué)制劑聯(lián)合處理組PS1、PS2分別提高根層土壤含水率10.4%、23.7%,提升根層氮素含量3.8%、22.3%,減少坡面徑流含沙率30.7%、61.7%,減少坡面徑流硝態(tài)氮流失14.7%、30.7%。
韓文霆 , 姚小敏 , 朱冰欽 , 張超 , 周新梅 , 吳普特
2013, 44(7):121-126,112. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.021
摘要:變量噴頭可以根據(jù)噴灑地塊形狀和噴灑量的要求實(shí)現(xiàn)射程和流量的同步可控,對(duì)精確灌溉具有重要意義。試驗(yàn)研究了基于扇形通孔動(dòng)靜片調(diào)節(jié)器的變量噴頭在系統(tǒng)不同壓力工況下組合噴灌時(shí)的水量分布及噴灌均勻度等水力性能,并與傳統(tǒng)圓形噴灑域噴頭進(jìn)行了對(duì)比,研究了變量調(diào)節(jié)器對(duì)噴頭性能的影響及其對(duì)工作壓力的敏感性。工作壓力和調(diào)節(jié)器的雙因素重復(fù)全面試驗(yàn)結(jié)果表明,變量精確灌溉噴頭較傳統(tǒng)圓形噴灑域噴頭單噴頭控制面積降低了15.4%,噴灌均勻度提高了9.5%,噴灌強(qiáng)度降低了15.7%,射程損失了5.9%,噴灑域系數(shù)可達(dá)64.0%。組合均勻度方差分析結(jié)果表明,調(diào)節(jié)器和工作壓力以及兩者之間的交互作用對(duì)組合均勻度都有極顯著影響,變量調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)需要滿足噴頭在不同工作壓力工況條件下的性能要求。
李永沖 , 嚴(yán)海軍 , 徐成波 , 肖建偉 , 李文穎
2013, 44(7):127-132. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.022
摘要:提出了有風(fēng)條件下噴頭水滴運(yùn)動(dòng)與噴灌水量分布模擬方法,并利用Visual Basic 6.0開發(fā)了噴灌水量分布模擬軟件。該軟件在已知單噴頭的徑向水量分布數(shù)據(jù)時(shí),可以模擬出不同風(fēng)速、風(fēng)向、空氣溫濕度等環(huán)境條件下單噴頭或多噴頭組合的噴灌水量分布,計(jì)算出噴灌系統(tǒng)的組合噴灌強(qiáng)度、噴灌均勻系數(shù)和蒸發(fā)損失率。以9708A型噴頭為例,分別對(duì)工作壓力為0.20、0.25和0.30MPa下單噴頭徑向水量分布以及噴灌系統(tǒng)組合間距為14m×14m和14m×12m時(shí)的噴灌水量分布進(jìn)行了模擬,并與實(shí)測(cè)值進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明:模擬的單噴頭徑向水量分布與實(shí)測(cè)值總體一致,由模擬水量分布推算的噴頭流量與實(shí)測(cè)值的相對(duì)誤差為0.83%~8.1%;噴灌均勻系數(shù)模擬值與實(shí)測(cè)值的相對(duì)誤差為0.9%~6.6%,蒸發(fā)損失率模擬值為0.1%~1.5%,小于實(shí)測(cè)的水量損失率。模擬了不同組合間距下的噴灌水量分布,得到的噴灌均勻系數(shù)模擬值與其他軟件比較,相對(duì)誤差在0.1%~2.4%之間。
2013, 44(7):133-137. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.023
摘要:根據(jù)焦油的物性和分離要求設(shè)計(jì)了一種適用于干法脫除焦油的新型焦油分離器,該焦油分離器同時(shí)具有冷卻降溫促焦油冷凝析出和分離焦油液滴的作用。通過對(duì)其氣相流場(chǎng)的數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn),壁面降溫對(duì)其內(nèi)部的溫度場(chǎng)影響明顯,這是氣體運(yùn)動(dòng)傳熱的結(jié)果。旋風(fēng)分離器內(nèi)氣體溫度隨著周邊氣流下行溫度逐漸降低,隨著中心氣流上行而逐漸升高,在徑向呈現(xiàn)駝峰狀分布。溫度降低導(dǎo)致了氣體密度增加和粘度減小,以及焦油液滴粘度增加,通過對(duì)焦油液滴分離理論和焦油的物性分析得出,壁面降溫可以減小切割粒徑,有利于提高生物質(zhì)氣化燃?xì)庵薪褂偷姆蛛x效率。
2013, 44(7):138-143. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.024
摘要:為提高麥秸稈纖維與聚丙烯(PP)基體的界面結(jié)合力,采用復(fù)合處理法對(duì)麥秸稈纖維進(jìn)行表面處理:先分別用NaOH溶液浸泡、乙酸溶液浸泡、水熱處理、蒸汽爆破和微波等方法對(duì)麥秸稈纖維進(jìn)行預(yù)處理,再?gòu)?fù)合偶聯(lián)劑法處理麥秸稈纖維;用熔融共混、模壓成型方法制備麥秸稈/PP復(fù)合材料。用體視顯微鏡觀察了不同處理后的麥秸稈纖維微觀結(jié)構(gòu),采用紅外光譜技術(shù)(FTIR)研究了不同表面處理麥秸稈纖維的紅外光譜,用M-2000A型磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)試了麥秸稈不同表面處理方法制備PP復(fù)合材料摩擦磨損性能,并通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察分析復(fù)合材料磨損表面形貌。結(jié)果表明,NaOH、水熱和蒸汽爆破處理對(duì)麥秸稈纖維表面化學(xué)成分有明顯的影響;復(fù)合處理麥秸稈制備的復(fù)合材料摩擦磨損性能均優(yōu)于單純使用偶聯(lián)劑處理麥秸稈制備的復(fù)合材料;復(fù)合材料的主要磨損機(jī)制為磨粒磨損和粘著磨損,水熱處理和蒸汽爆破的復(fù)合材料耐磨性能較好。
2013, 44(7):144-153. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.025
摘要:食品質(zhì)量安全可追溯技術(shù)以及相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)與焦點(diǎn)問題。在總結(jié)和整理現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,闡述了食品質(zhì)量安全可追溯技術(shù)發(fā)展的重要意義,并從可追溯單元?jiǎng)澐帧⑿畔⒉杉⑿畔鬏?、信息處理?個(gè)方面歸納與總結(jié)了可追溯技術(shù)的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和主要特點(diǎn)。研究表明,食品質(zhì)量安全可追溯技術(shù)中可追溯單元?jiǎng)澐忠呀?jīng)從經(jīng)驗(yàn)劃分發(fā)展到建模優(yōu)化;信息采集技術(shù)已經(jīng)從人工采集發(fā)展到智能化采集;信息傳輸已經(jīng)從單獨(dú)的系統(tǒng)開發(fā)發(fā)展到應(yīng)用通用的標(biāo)準(zhǔn)化傳輸方式;信息處理方式已經(jīng)從人工分析發(fā)展到智能化決策支持。
2013, 44(7):154-159. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.026
摘要:針對(duì)現(xiàn)有追溯模型無法對(duì)可追溯單元的混合過程進(jìn)行定量表示的缺陷,將不確定數(shù)據(jù)引入到追溯系統(tǒng)中,搭建了不確定數(shù)據(jù)追溯模型,提出了一個(gè)新的面向不確定數(shù)據(jù)追溯的查詢方法,利用不確定數(shù)據(jù)的基本表示和查詢方法,解決了多源追溯問題?;谀P停瑢?shí)現(xiàn)了追溯模型中的簡(jiǎn)單查詢、節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)和單節(jié)點(diǎn)異常推斷功能。并且給出了多節(jié)點(diǎn)異常的求解方法。
2013, 44(7):160-164. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.027
摘要:準(zhǔn)確檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),可以為采后保存、分期銷售、預(yù)測(cè)產(chǎn)品貨架期以及產(chǎn)品分級(jí)提供可靠的依據(jù)。激光多普勒測(cè)振技術(shù)基于多普勒效應(yīng)測(cè)量從振動(dòng)物體表面散射回來的光所產(chǎn)生的頻移,具有靈敏度高、非接觸性測(cè)量、不破壞物體振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),可通過測(cè)量農(nóng)產(chǎn)品的振動(dòng)特性實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的無損檢測(cè)。論述了激光多普勒測(cè)振技術(shù)的進(jìn)展、原理及其在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)無損檢測(cè)中的應(yīng)用。
朱榮光 , 姚雪東 , 高廣娣 , 唐明翔 , 盧士玲 , 馬本學(xué)
2013, 44(7):165-169. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.028
摘要:為了探討高光譜圖像技術(shù)對(duì)不同儲(chǔ)存時(shí)間和取樣部位的牛肉顏色檢測(cè)的可行性,采集具有代表性的牛肉后腿、里脊和背脊共82個(gè)牛肉樣品的高光譜圖像,并測(cè)量其亮度、紅度、黃度和飽和度等顏色參數(shù)。選取感興趣區(qū)域獲取樣品代表性光譜,通過選擇適宜的譜區(qū)范圍和預(yù)處理方法,建立并評(píng)價(jià)了預(yù)測(cè)各顏色參數(shù)的偏最小二乘校正模型。對(duì)于亮度、紅度、黃度和飽和度,校正集的相關(guān)系數(shù)分別為0.80、0.91、0.91和0.93,校正標(biāo)準(zhǔn)差分別為2.23、1.18、0.82和1.12,預(yù)測(cè)集的相關(guān)系數(shù)分別為0.92、0.88、0.87和0.89,預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)差分別為1.66、1.45、0.80和1.27。研究結(jié)果表明,高光譜圖像技術(shù)可用于快速無損檢測(cè)不同儲(chǔ)存時(shí)間下、不同部位的牛肉顏色。
2013, 44(7):170-173. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.029
摘要:采用可見/近紅外光譜技術(shù)對(duì)翠冠梨的堅(jiān)實(shí)度進(jìn)行在線檢測(cè)研究,并對(duì)不同預(yù)處理方法和不同平滑點(diǎn)數(shù)的影響進(jìn)行研究。試驗(yàn)采用USB4000微型光纖光譜儀在0.5m/s的水果運(yùn)動(dòng)速度下采集翠冠梨的透射光譜,并應(yīng)用偏最小二乘(PLS)算法建立預(yù)測(cè)模型。試驗(yàn)樣品為176個(gè),119個(gè)樣品作為校正集,57個(gè)樣品作為預(yù)測(cè)集。研究結(jié)果表明,應(yīng)用可見/近紅外光譜技術(shù)檢測(cè)翠冠梨的堅(jiān)實(shí)度是可行的,確定580~840nm為較合適的建模波段;光譜經(jīng)一階微分和變量標(biāo)準(zhǔn)化(SNV)處理后建立的預(yù)測(cè)模型性能最優(yōu),其相關(guān)系數(shù)R為0.820,校正標(biāo)準(zhǔn)差為2.50N,預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)差為3.02N;對(duì)于S-G平滑處理,5點(diǎn)S-G平滑的效果最好,其相關(guān)系數(shù)R為0.848,校正標(biāo)準(zhǔn)差為2.31N,預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)差為2.85N。
韓東海 , 常冬 , 宋曙輝 , 蔣圣楠 , 趙洪衛(wèi)
2013, 44(7):174-178. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.030
摘要:為了實(shí)現(xiàn)小型西瓜生長(zhǎng)過程中品質(zhì)的快速無損檢測(cè),對(duì)其果實(shí)測(cè)定時(shí)的基礎(chǔ)信息采集方式進(jìn)行了定量分析研究。由PLS建模結(jié)果可知,無論是組織含水率還是可溶性固形物含量,在瓜頂部位和赤道部位處都可獲得較好的效果。針對(duì)不同深度的化學(xué)基礎(chǔ)信息,其建模效果存在一定差異。無論是組織含水率還是可溶性固形物含量,距瓜皮2~3cm的中層信息區(qū)域都能取得最佳的效果。其中瓜頂部位和赤道部位組織含水率的模型相關(guān)系數(shù)分別為0.953和0.924,RMSEP分別為0.510和0.766;瓜頂部位和赤道部位可溶性固形物含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.952和0.929,RMSEP分別為0.666和0.732。整體說明小型西瓜果實(shí)(品種京秀)近紅外檢測(cè)的最佳基礎(chǔ)信息區(qū)域?yàn)橹袑有畔^(qū)。
2013, 44(7):179-182. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.031
摘要:為快速準(zhǔn)確測(cè)量稻谷含水率,設(shè)計(jì)了一種單一平面電容傳感器探頭,并應(yīng)用電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片AD7150設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換電路。傳感器探頭將稻谷含水率轉(zhuǎn)換成電容,轉(zhuǎn)換電路將電容模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,經(jīng)單片機(jī)處理后獲得稻谷含水率。對(duì)傳感器進(jìn)行了標(biāo)定試驗(yàn)和溫度特性試驗(yàn),結(jié)果表明稻谷含水率在8%~23%的范圍里,含水率預(yù)測(cè)誤差為±0.8%;溫度在12~33℃范圍內(nèi),稻谷含水率為12.86%時(shí),溫度漂移量為0.2%/℃。
2013, 44(7):183-186. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.032
摘要:在對(duì)過熱蒸汽流化床干燥過程中干燥室內(nèi)過熱蒸汽和顆粒物料之間流動(dòng)特性的理論分析基礎(chǔ)上,以油菜籽顆粒為實(shí)驗(yàn)物料,在小型實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行了過熱蒸汽和熱空氣的流態(tài)化對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析表明,相同條件下過熱蒸汽流化床干燥的操作速度比傳統(tǒng)熱空氣流化床干燥的操作速度更大,在給定的實(shí)驗(yàn)工況條件下,油菜籽過熱蒸汽流化床干燥的臨界流化速度為1.26m/s。
2013, 44(7):187-193. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.033
摘要:為探明陜西省果庫(kù)中嗜酸耐熱菌的分布情況,采用酸化的AAM培養(yǎng)基對(duì)陜西果庫(kù)中的空氣和蘋果中的嗜酸耐熱菌進(jìn)行分離純化,與參比菌株A.acidoterrestris DSM3922T進(jìn)行細(xì)胞形態(tài)、菌落形態(tài)和生長(zhǎng)條件、生理生化特征的比較分析,并以16S rDNA序列分析構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,明確了8株分離菌的遺傳學(xué)位置。分離株LC-4與標(biāo)準(zhǔn)菌的形態(tài)和生理生化特性有很大的相似性,16S rDNA序列分析表明LC-4與標(biāo)準(zhǔn)菌的同源性達(dá)99%,可判定為酸土脂環(huán)酸芽孢桿菌,其他7株屬于芽孢桿菌。結(jié)果表明嗜酸耐熱菌在果庫(kù)中確有分布,可能對(duì)果汁質(zhì)量造成威脅,需要加強(qiáng)控制。
2013, 44(7):194-198. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.034
摘要:構(gòu)建了恒溫下的冷鏈運(yùn)輸羅非魚微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型,得出了溫度變化對(duì)微生物生長(zhǎng)狀態(tài)的影響,然后對(duì)所記錄溫度進(jìn)行了處理,并結(jié)合Baranyi模型得出了波動(dòng)溫度下微生物的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型,并且用模擬試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證,決定系數(shù)為0.956,均方誤差為0.165,偏差因子為0.994,準(zhǔn)確因子為1.134。結(jié)果表明,所構(gòu)建的微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型能夠擬合實(shí)際的冷鏈物流中羅非魚微生物的變化情況。
2013, 44(7):199-203. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.035
摘要:通過對(duì)影響循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)養(yǎng)殖池塘中總氨氮?jiǎng)討B(tài)的各種因素及其因果關(guān)系的分析,得出了養(yǎng)殖池塘中總氨氮的理論模型。在理論模型基礎(chǔ)上,使用STELLA系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬軟件建立了循環(huán)水養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中池塘水體總氨氮的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。通過將系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)代入到該模型中,對(duì)養(yǎng)殖過程中池塘中總氨氮的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了模擬運(yùn)算,模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)值基本吻合,說明該模型對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模擬具有一定的可信度,可為循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行優(yōu)化提供依據(jù)。
泮進(jìn)明 , 葉芳 , 劉藝青 , 呂黃珍 , 丁穎 , 蔣勁松
2013, 44(7):204-209. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.036
摘要:針對(duì)室外生物濾器受氣候條件影響、維護(hù)成本高及我國(guó)雛雞舍密閉加溫通風(fēng)少而導(dǎo)致氨氣濃度高危害大等問題,研究無動(dòng)力生物濾器原位處理雛雞舍氨氣的效果,分析了內(nèi)外基質(zhì)氮元素、pH值、電導(dǎo)率(EC)等指標(biāo)的變化。為期37d與育雛期生產(chǎn)同步的試驗(yàn)表明,生物濾器的表層基質(zhì)氨氣去除能力不低于4.03g/kg,吸收氨氮含量最高達(dá)1.59g/kg,轉(zhuǎn)化硝氮含量最高達(dá)2.69g/kg,亞硝氮含量幾乎為0,基質(zhì)pH值不斷下降,變化范圍為8.81~7.39,電導(dǎo)率不斷上升,最大上升量達(dá)2.30mS/cm。內(nèi)層基質(zhì)中氨氮、硝氮與總無機(jī)氮含量和電導(dǎo)率均低于表層基質(zhì),需要進(jìn)一步優(yōu)化基質(zhì)厚度。結(jié)果表明,原位無動(dòng)力生物濾器氨氣處理效果好,可應(yīng)用于育雛舍污染氣體控制。
田光兆 , 安秋 , 姬長(zhǎng)英 , 顧寶興 , 王海青 , 趙建東
2013, 44(7):210-215. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.037
摘要:為滿足智能農(nóng)業(yè)車輛的精確導(dǎo)航,提出基于立體視覺的車輛實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方案。該方案通過多線程特征點(diǎn)檢測(cè)提高傳統(tǒng)SIFT特征檢測(cè)算法的效率,通過歸一化綜合距離法剔除誤匹配的特征點(diǎn),最后通過相鄰時(shí)刻同一特征點(diǎn)坐標(biāo)的變化反推車輛的運(yùn)動(dòng)。試驗(yàn)表明:多線程SIFT特征點(diǎn)檢測(cè)能夠縮短檢測(cè)時(shí)間,提高計(jì)算效率。歸一化綜合距離法能夠有效剔除傳統(tǒng)SIFT算法的誤匹配點(diǎn)。當(dāng)車速為0.8m/s,圖像采集頻率為5Hz時(shí),車輛在x方向和z方向單次測(cè)量誤差小于0.0045m,當(dāng)持續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間達(dá)到10s時(shí),2個(gè)方向累積測(cè)量誤差均小于0.15m。
2013, 44(7):216-221. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.038
摘要:在溫室基質(zhì)栽培條件下,研究了溫室黃瓜葉片近紅外圖像的消噪算法以及葉片氮素含量非線性預(yù)測(cè)。用普通CCD相機(jī)加濾光片采集不同生長(zhǎng)時(shí)期水果型小黃瓜Deitastar的葉片圖像,利用小波變換對(duì)黃瓜近紅外圖像進(jìn)行小波消噪處理,再采用基于鄧氏關(guān)聯(lián)度的圖像邊緣檢測(cè)法對(duì)圖像進(jìn)行分割,得到信噪比較好的目標(biāo)圖像,之后通過計(jì)算灰度值得到黃瓜葉片的植被指數(shù)。對(duì)獲得的各種植被指數(shù)與黃瓜葉片氮含量之間進(jìn)行相關(guān)分析后得到CNDVI與氮素含量相關(guān)系數(shù)最高達(dá)0.67,同時(shí)GNDVI、NDGI、NDVI與氮素相關(guān)性顯著且相關(guān)系數(shù)均高于0.50。采用最小二乘支持向量機(jī)算法(LS-SVM)對(duì)植被指數(shù)同黃瓜葉片含氮量進(jìn)行擬合,擬合模型的決定系數(shù)R2為0.825,驗(yàn)證R2為0.728,達(dá)到了較為理想的預(yù)測(cè)精度。
2013, 44(7):222-228. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.039
摘要:針對(duì)分割遙感圖像建筑群時(shí),標(biāo)記不完全所產(chǎn)生的過分割和欠分割并存問題,提出一種基于自適應(yīng)全局閾值融合標(biāo)記的圖像分割算法。該算法根據(jù)建筑群的分布和紋理特點(diǎn),利用小波變換提取圖像梯度,通過形態(tài)學(xué)重構(gòu)對(duì)梯度圖像進(jìn)行濾波;采用局部極小值法提取背景標(biāo)記,并應(yīng)用自適應(yīng)全局閾值法提取建筑群標(biāo)記。采用邏輯運(yùn)算進(jìn)行標(biāo)記融合,用融合后的標(biāo)記修改加權(quán)像素的Sobel梯度圖實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)分割。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法能夠彌補(bǔ)形態(tài)學(xué)濾波梯度圖的局部極值標(biāo)記不足問題,抑制了建筑群的過分割和欠分割,準(zhǔn)確地將建筑群從背景中提取出來,分割正確率達(dá)到90.7%。
張衛(wèi)正 , 徐武峰 , 裘正軍 , 吳翔 , 吳武豪 , 何勇
2013, 44(7):229-234. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.040
摘要:針對(duì)現(xiàn)有測(cè)量植物葉片面積方法會(huì)對(duì)葉片造成一定程度的損傷,提出一種直接對(duì)自然生長(zhǎng)狀態(tài)下的葉片進(jìn)行測(cè)量的方法。首先,對(duì)數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行校正獲取相機(jī)參數(shù),從多角度拍攝自然生長(zhǎng)狀態(tài)下的葉片;然后,利用PhotoModeler軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理,獲得葉片三維點(diǎn)云模型;再利用Matlab編程實(shí)現(xiàn)葉片的三維曲面建模并計(jì)算曲面面積。將該測(cè)量結(jié)果與采用掃描儀結(jié)合Photoshop測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,提出的方法對(duì)自然狀態(tài)下的葉片測(cè)量效果良好,精度達(dá)99%。
韋雪花 , 王永國(guó) , 鄭君 , 王萌 , 馮仲科
2013, 44(7):235-240. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.041
摘要:針對(duì)樹冠形狀不規(guī)則,樹冠體積難以測(cè)量和計(jì)算的問題,提出一種基于三維激光掃描點(diǎn)云的樹冠體積計(jì)算方法——體元模擬法,即以固定大小的體元模擬不規(guī)則的樹冠形狀。首先將樹冠沿樹高方向以k為步長(zhǎng)進(jìn)行等距離分段,把每一段樹冠的點(diǎn)投影到垂直于樹高方向的平面上,再對(duì)該平面劃分成大小k×k的像元,根據(jù)投影到各個(gè)像元內(nèi)點(diǎn)的數(shù)量,判斷該像元的有效性,統(tǒng)計(jì)有效像元的數(shù)量T,則樹冠體積為T個(gè)k×k×k的體元之和。經(jīng)試驗(yàn),當(dāng)體元邊長(zhǎng)等于冠徑的1/10時(shí),計(jì)算的樹冠體積達(dá)到穩(wěn)定。該算法對(duì)于任何樹種不用考慮樹冠的形狀,減少了人為判別導(dǎo)致的差異,適用于三維激光掃描樹木樹冠體積的計(jì)算。
2013, 44(7):241-245. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.042
摘要:為提高林木胸徑測(cè)量精度,減少勞動(dòng)負(fù)荷,結(jié)合光學(xué)三角形法、圖像處理及最小二乘擬合法,研究一種新的立木胸徑測(cè)量方法。通過理論分析制定算法,搭建測(cè)量系統(tǒng),對(duì)5株不同徑級(jí)的立木進(jìn)行測(cè)量計(jì)算,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用光學(xué)三角形法的測(cè)量算法計(jì)算的直徑精度較高,誤差一般小于22mm,相對(duì)誤差率小于5.5%。
謝麗娟 , 徐文道 , 應(yīng)義斌 , 秦堅(jiān)源
2013, 44(7):246-255. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.043
摘要:太赫茲由于具有透視性、安全性和波譜分辨能力的特點(diǎn),近年來得到了較快的發(fā)展和應(yīng)用,成為無損檢測(cè)的新技術(shù),并被應(yīng)用于國(guó)防、工業(yè)、半導(dǎo)體、通信、生物醫(yī)學(xué)、制藥、農(nóng)產(chǎn)品及食品等多個(gè)領(lǐng)域。首先介紹了太赫茲波譜技術(shù)和成像技術(shù)的原理和特點(diǎn),闡述了太赫茲技術(shù)在非金屬材料特性和缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用,并重點(diǎn)分析了近年來太赫茲技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品及食品領(lǐng)域的應(yīng)用新進(jìn)展。最后,分析了太赫茲波譜無損檢測(cè)技術(shù)的技術(shù)難點(diǎn)及問題,并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。
2013, 44(7):256-263. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.044
摘要:對(duì)目前三維CAD模型檢索技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了闡述。首先給出三維模型檢索的體系結(jié)構(gòu),并從文本檢索、內(nèi)容檢索和語義檢索3方面對(duì)三維CAD模型檢索技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了全面論述;分析總結(jié)了現(xiàn)有三維CAD模型檢索系統(tǒng)及三維CAD模型檢索技術(shù)的應(yīng)用;最后對(duì)三維CAD模型檢索技術(shù)存在的問題及未來的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。三維CAD模型檢索技術(shù)將為概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工藝/工裝設(shè)計(jì)等產(chǎn)品各設(shè)計(jì)階段提供全方位的檢索支持手段,可有效促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品模型相關(guān)設(shè)計(jì)和制造信息的重用。
李建橋 , 王洋 , 黨兆龍 , 黃晗 , 劉慶平 , 張曉冬
2013, 44(7):264-268. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.045
摘要:車轍表面原始形貌數(shù)據(jù)對(duì)深入研究車輪與松散地面相互作用機(jī)理具有重要意義。為了快速準(zhǔn)確地獲得土槽試驗(yàn)中松散地面上車轍表面原始數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)了帶有二維移動(dòng)框架的激光掃描儀,該裝置的最大掃描面積是650mm×400mm,測(cè)距范圍為0.05~65m,掃描分辨率為0.1mm。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出帶有一維移動(dòng)框架的激光掃描儀,以滿足月球車內(nèi)場(chǎng)試驗(yàn)中快速測(cè)量車轍表面形貌的要求。對(duì)土槽試驗(yàn)與月球車內(nèi)場(chǎng)試驗(yàn)中的車轍表面進(jìn)行測(cè)量,試驗(yàn)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的激光掃描儀能夠使用非接觸測(cè)量方法在不擾動(dòng)車轍的條件下獲得車轍表面形貌的縱向斷面圖和三維圖形。
2013, 44(7):269-273. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.046
摘要:對(duì)蒙特卡羅法生成的并聯(lián)機(jī)器人工作空間上的隨機(jī)點(diǎn)分布不均勻性進(jìn)行了研究,基于多維隨機(jī)變量函數(shù)的分布密度公式,推導(dǎo)出蒙特卡羅法生成的并聯(lián)機(jī)器人工作空間點(diǎn)概率密度與雅可比行列式的關(guān)系式,建立了輸出空間概率密度與并聯(lián)機(jī)器人可操作度之間的關(guān)系。以平面兩自由度5R并聯(lián)機(jī)器人為研究對(duì)象,采用蒙特卡羅法分析了其工作空間上的可操作度,并根據(jù)工作模式將輸入空間劃分成4個(gè)子空間,指出了子空間交界處的逆向奇異性。仿真結(jié)果表明,蒙特卡羅法是分析并聯(lián)機(jī)器人可操作度和逆向奇異的一種有效方法。
2013, 44(7):274-278. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.047
摘要:通過實(shí)驗(yàn)研究,運(yùn)用結(jié)構(gòu)參數(shù)化方法設(shè)計(jì)了滿足要求的柔順關(guān)節(jié),用以代替?zhèn)鹘y(tǒng)運(yùn)動(dòng)副進(jìn)行傳動(dòng),建立了含有柔順關(guān)節(jié)的柔順并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu),并與控制系統(tǒng)和OPTOTRAK測(cè)量系統(tǒng)一起組成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),開展柔順關(guān)節(jié)并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模、分析、設(shè)計(jì)、規(guī)劃與控制等方面的系統(tǒng)研究。以3自由度柔順并聯(lián)機(jī)器人為研究對(duì)象,分別對(duì)用轉(zhuǎn)動(dòng)副傳動(dòng)的剛性并聯(lián)機(jī)器人和用柔順關(guān)節(jié)傳動(dòng)的柔順并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)相對(duì)誤差均控制在允許之內(nèi),表明在并聯(lián)機(jī)器人中用柔順關(guān)節(jié)取代轉(zhuǎn)動(dòng)副的有效性。
2013, 44(7):279-285. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.048
摘要:基于配流盤過渡區(qū)優(yōu)化的傳統(tǒng)軸向柱塞泵降噪方法是在過渡區(qū)配流結(jié)構(gòu)已知的前提下進(jìn)行反向參數(shù)優(yōu)化,缺少普遍性的指導(dǎo)意義。首先對(duì)軸向柱塞泵流體噪聲和結(jié)構(gòu)噪聲激振源形成機(jī)理進(jìn)行分析;在此基礎(chǔ)上以消除柱塞腔壓力沖擊和控制柱塞腔流量倒灌峰值及分布位置為設(shè)計(jì)目標(biāo),提出開式軸向柱塞泵孔槽結(jié)合配流方式正向設(shè)計(jì)理論;采用軸向柱塞泵流動(dòng)特性仿真模型,對(duì)此設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)的配流盤的降噪效果進(jìn)行分析,仿真結(jié)果表明可以顯著降低軸向柱塞泵出口流量脈動(dòng)幅值,基本消除柱塞腔壓力沖擊。由于此設(shè)計(jì)方法是基于目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的,可以指導(dǎo)不同型號(hào)國(guó)產(chǎn)軸向柱塞泵配流盤的設(shè)計(jì)。
2013, 44(7):286-292. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.049
摘要:通過引入固定、浮動(dòng)坐標(biāo)系和支撐函數(shù)法,揭示瞬時(shí)一維直線區(qū)域和投影得到瞬時(shí)區(qū)間套,進(jìn)而提出推程、回程和整程區(qū)間套等概念,給出了求解平底方位線容許選擇區(qū)域、凸輪基圓半徑r0許用取值范圍的基本原理,推導(dǎo)得到求解計(jì)算的一整套通用解析公式,得到解存在性和存在性態(tài)的系列判據(jù),解決了作平面運(yùn)動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的第Ⅱ類機(jī)構(gòu)綜合問題。
2013, 44(7):293-298. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.050
摘要:為了實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪軸的自動(dòng)化裝配,提出了自鎖螺栓擰緊裝配模糊預(yù)估的控制方法。根據(jù)螺栓擰緊特性對(duì)預(yù)緊力、扭矩和角度進(jìn)行預(yù)估,用嵌入式裝配控制器對(duì)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪軸總成裝配中的自鎖螺栓進(jìn)行擰緊控制,結(jié)合光纖傳感檢測(cè)和機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行鎖片定位裝置及其輔助裝置的設(shè)計(jì)。智能化模糊控制算法的運(yùn)用,完成了對(duì)驅(qū)動(dòng)輪軸總成的軸向預(yù)緊力、自鎖螺栓的扭矩及角度定位多變量目標(biāo)的模糊智能控制。經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證,該系統(tǒng)解決了帶有鎖片定位功能的自鎖螺栓裝配問題,并且系統(tǒng)具有很高的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率,提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
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