mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
马铃薯播种机分体式滑刀开沟器参数优化与试验

针对马铃薯播种机的铧靴式和圆盘式开沟器存在的种薯株距分布不均、播种效果质量差、回土量小等问题,研制出分体式滑刀马铃薯开沟器,并进行关键参数优化,分析开沟和回土过程中土壤颗粒在开沟器上的运动规律,研究种薯落入垄沟后的运动过程,确定影响土壤覆盖种薯效果的因素。采用旋转正交的试验设计方法,以机具前进速度、开沟器侧面夹角、开沟器长度及开沟深度为试验因素,以种薯的横向偏移系数、株距变异系数和回土量为试验指标,分析实施田间试验结果,优化分体式滑刀开沟器的结构参数与最优运动参数:在前进速度为0.95 m/s、开沟器侧面夹角为60°、开沟器长度为500 mm、开沟深度为115 mm时,株距变异系数为10.8%、种薯的横向偏移系数为3.83 mm、回土量为24.1%,满足马铃薯播种作业的要求。该研究结果可为马铃薯开沟播种装置设计与应用提供参考。
全膜双垄沟播玉米穗茎兼收对行联合收获机的研制

为适应中国西北旱区玉米全膜双垄沟播种植模式,解决传统玉米收获机械收割过程不对行、玉米籽粒损失率高的问题,设计了一种自走式穗茎兼收型旱区玉米全膜双垄沟联合收获机。该机采用对行式收割割台、立式摘穗辊装置、割台下方中间位置输送玉米果穗、立式摘辊后方设置茎秆切碎装置、机身侧面输送经切碎后的玉米茎秆,实现了旱区玉米全膜双垄沟播种植的对行收割以及穗茎兼收,降低了籽粒损失。田间试验表明,在机具作业速度为3~4.5 km/h、立式摘穗辊转速为1 100 r/min、茎秆切碎装置转速为1 584 r/min时,籽粒损失率为1.8%,果穗损失率2.4%,籽粒破碎率0.77%,茎秆切碎合格率92.6%,苞叶剥净率95.1%,能够满足玉米联合收获技术要求。
中国畜禽粪尿养分资源及其还田的时空分布特征

为准确掌握中国不同地区畜禽粪尿量、畜禽粪尿氮磷钾量及其还田利用随时间变化特征,该研究基于统计数据和文献资料,估算各地区畜禽粪尿量、养分量及各种畜禽粪尿所占比例,分析不同时期畜禽粪尿养分还田量的地区间差异。结果表明:1980s,1990s,2000s和2010s全国畜禽粪尿(鲜质)资源量分别为276 177.41×10~4,391 083.29×10~4,445 885.84×10~4,423 422.87×10~4 t,30多年增长了53.32%,其养分资源分别为2 523.86×10~4 t(N 1 249.47×10~4 t,P_2O_5 230.64×10~4 t,K_2O 1 043.75×10~4 t),3 686.59×10~4 t(N 1 820.79×10~4 t,P_2O_5 327.13×10~4 t,K_2O 1 538.67×10~4 t),4 296.77×10~4 t(N_2 124.13×10~4 t,P_2O_5 401.29×10~4 t,K_2O 1 771.35×10~4 t)和4 089.40×10~4 t(N_2 017.66×10~4 t,P_2O_5 421.17×10~4 t,K_2O 1 650.57×10~4 t),30多年增加了62.03%,其中东北地区增幅最为明显。河南、四川、山东、湖南、云南和内蒙古的畜禽粪尿及其养分量约占全国的40%。全国不同畜禽粪尿及其养分量占总量的比例依次为:牛>猪>羊>家禽>马>驴>骡,但各地区有一定差异。西北、西南和东北地区牛粪尿及其养分占比较大,长江中下游地区猪粪尿及其养分占比最高,西北地区羊粪尿及其养分占比最大,东南地区禽粪及其养分占比最高,马、驴、骡粪尿及其养分在各地区占比都相对较小。1980s,1990s,2000s和2010s全国畜禽粪尿氮磷钾总养分还田量分别为1 132.73×10~4,821.36×10~4,1 860.52×10~4和1 709.19×10~4 t,还田率分别为44.88%,22.28%,43.30%和41.80%,河北、河南、山东、湖南、内蒙古、四川、云南和广西省畜禽粪尿养分还田量约占全国还田量的50%。2010s全国畜禽粪尿N,P_2O_5和K_2O还田量分别为615.91.91×10~4,297.70×10~4和795.58×10~4 t,还田率分别为30.53%,70.68%和48.20%。该研究为中国和各地区畜禽粪尿养分资源的合理利用和化肥零增长下畜禽粪尿养分管理提供科学依据。
基于改进蜘蛛群集算法的木薯收获机块根拔起速度优化

针对挖拔式木薯收获机由于较难获得块根拔起速度控制系统最优化控制参数,造成块根拔起速度控制精度较低,木薯块根收获拔断损失率较大的问题,开展拔起机构块根拔起速度控制系统控制参数优化的算法研究。该文以模糊PI作为块根拔起速度控制算法,采用多领域的动力学仿真技术,构建木薯收获机块根拔起机构控制系统的联合仿真模型,以较优块根拔起速度模型为控制目标,块根拔起阻力为条件,开展结合局部搜索算子的蜘蛛群集算法的模糊PI控制参数的优化研究,且进行了田间木薯块根拔起试验。结果表明,结合局部搜索的蜘蛛群集算法比蜘蛛群集算法具有较快的收敛速度和较高的搜索精度,模糊PI控制参数的优化结果,控制参数K_p为0.841,K_i为0.203 9,在优化的控制参数条件下,块根拔起速度能较好跟随较优块根拔起速度,木薯块根的垂直拔起速度与块根拔起较优速度的平均相对误差为4.5%,滑块位移与理论值的平均相对误差为3.7%。
褪黑素调控呼吸代谢及抗氧化活性延缓采后青花菜衰老

为探明褪黑素(melatonin,MT)对采后青花菜衰老的调控机理,以鲜切青花菜为试验材料,研究了100 μmol/L MT处理对鲜切青花菜黄化指数、色差、内源褪黑素含量、总叶绿素含量、呼吸途径、能量水平、抗氧化物酶及其同工酶活性的影响。结果表明,贮藏第6 d时CK0、CK1组青花菜的黄化指数分别为1.93、2.08,而MT处理组青花菜在贮藏第7 d的黄化指数仅为1.71,同时MT处理明显抑制了采后青花菜L*、a*、b*值的上升(P<0.05);随着贮藏时间的延长,青花菜叶绿素含量不断下降,然而至第6 d时,MT组青花菜的叶绿素较CK0、CK1组分别高出18.03%、24.15%。另外,MT处理降低了采后青花菜的总呼吸强度、糖酵解途径、三羧酸循环途径和细胞色素呼吸途径的活性(P<0.05),提高了其交替途径的活性(P<0.05),并维持了其较高的能荷水平(P<0.05);此外,MT处理降低了采后青花菜组织内O_2~(·-)和H_2O_2含量的积累(P<0.05),这可能与其维持组织较高的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶及其同工酶活性有关(P<0.05)。这些结果表明MT处理可通过调控采后青花菜的呼吸代谢及抗氧化活性而延缓其衰老进程,可为褪黑素应用与青花菜贮藏保鲜提供新的理论支撑。
电磁内热式绿茶毛火工艺参数优化与分析

为探究新型绿茶电磁内热式毛火工艺对绿茶毛火效果的影响,该文应用正交设计和极差分析,以毛火样的生化成分含量和成品样的感官品质为目标值,对电磁内热式毛火工艺参数(热风温度、热风风机转速、链板传动转速等)进行优化,获得最佳参数,并与传统的燃煤式热风毛火、理条机毛火、电热管式热风毛火等在毛火效果和设备性能方面进行比较,结果表明:综合品质生化成分和感官评审的结果,电磁内热式毛火工艺的最佳参数组合为:热风温度115 ℃,热风风机转速1 200 r/min,链板传动转速1 050 r/min,3因素中以热风风机风速对绿茶毛火效果的影响最为显著;在此毛火条件下所制提香样的氨基酸、茶多酚、叶绿素、可溶性糖、儿茶素和咖啡碱的含量分别达2.31%、17.61%、1.13 mg/g、 5.01%、10.74%、2.01%,品质物质加权值为7.66%,均高于其他3种毛火工艺;此工艺下所制成品茶样的外形、汤色、香气、滋味等均得到显著提升,感官总分达86.40,显著优于其他毛火处理;该毛火工艺能耗成本仅0.76元/kg,较电热管式热风毛火减少了70%以上,升温快,预热时间仅10 min,较传统燃煤式热风毛火的预热时间减少约50%,余热回收装置的设计显著提升了热能利用率,热效率提升50%以上;同时,生产效率达150 kg/h,较传统电热管式热风毛火提升3倍以上,而且温控精准和稳定、热风分布均匀。该研究可为茶叶加工提供技术参考和理论指导。
基于IPCC排放因子法估算碳足迹的京津冀生态补偿量化

构建合理的生态补偿量化标准关系着京津冀区域的健康发展。采用IPCC排放因子法计算京津冀地区2006-2015年的碳足迹,结果表明:10 a间京津冀地区碳足迹变化趋势分为2个阶段,2006到2013呈现快速增长趋势,年增长率约为8.5%,2013年之后基本保持不变;考虑森林、草地、农用地的固碳能力的前提下,测算了京津冀地区2006-2015年的碳承载力,结果表明:2009年京津冀地区的碳承载力有明显增高,之后基本保持平稳,略有提升;为了对比不同区域内(人口和区域面积)碳赤字对生态的影响,提出了碳赤字敏感度,进而利用碳赤字敏感度构建了生态补偿因子的概念,并据此确定京津冀三区生态补偿的量化标准,结果表明:河北和北京每年都应得到天津支付的一定额度的生态补偿,其中河北2012年应获得补偿最多(161亿元),北京2013年最多(61.5亿元)。研究结果对加快建立完善的京津冀横向生态补偿机制有参考意义。
碳基固体酸催化生物油酯化降酸工艺参数优化

为了降低生物油中羧酸类物质的质量分数,提高生物油品质,本试验采用碳基固体酸作为催化剂,对生物油进行催化酯化降酸提质。以乙酸为模型与甲醇反应,用单因素和响应面法优化生物油催化酯化反应条件,得出最佳工艺参数:反应温度100℃、醇酸比3.37、反应时间2.49 h、催化剂质量分数为5.26%,乙酸平均转化率为94.72%,在此条件下,分别用甲醇、乙醇、正丁醇与生物油进行催化酯化反应。结果表明:酯化后生物油中羧酸类物质转化成酯,酸值降低了82.82%~91.41%,降酸效果明显。且酯化后,生物油的密度降低、黏度减小、热值增加,提高了生物油作为燃料的品质。本研究可为生物油降酸提质提供参考依据。
生物炭与氮肥配施改善土壤团聚体结构提高红枣产量

探讨花生壳生物炭配施氮肥对华北平原枣区土壤机械稳定性和水稳性团聚体的分布、稳定性及红枣产量的影响,阐明土壤和枣树对生物炭与氮肥培肥效果的响应,为枣区土壤结构改良和合理培肥制度建立科学依据。通过3 a (2013-2015)田间定位试验,设置生物炭用量4个水平(0,2.5,5和10 t/hm~2)、氮肥用量3个水平(300,450和600 kg/hm~2),利用干、湿筛法得到不同粒级的土壤团聚体含量。结果表明:与对照相比,生物炭与氮肥配施对机械稳定性团聚体的平均质量直径(MWD,mean weight diameter)、几何平均直径(geometric mean diameter, GMD)和>0.25 mm大团聚体质量分数无显著影响,但>0.25 mm水稳性大团聚体含量则显著提高20.7%,水稳性团聚体的MWD和GMD较对照分别显著增加29.2%和27.2%。同时,各配施处理降低了土壤团聚体破坏率,最大降幅为27.1%。与对照相比,中、高用量的生物炭与氮肥配施显著提高土壤有机碳含量,且有机碳含量与MWD和GMD均达到了显著水平(P<0.05)。生物炭施入土壤1 a后,随试验时间的推移,与氮肥的培肥效果越来越明显,红枣产量呈上升趋势。综合分析认为,生物炭与氮肥配施对枣区土壤水稳性大团聚体的形成、土壤结构及稳定性提升效果显著,有利于缓解枣区土壤质量退化问题和提高红枣产量。
渭北旱塬果园自然生草对土壤水分及苹果树生长的影响

土壤水分不足是渭北旱塬苹果生产中的首要问题。为了提高果园土壤贮水量,促进果树生长,该试验以果园清耕和人工生草(三叶草)为对照,探讨渭北旱塬果园自然生草(繁缕和牛繁缕群落)对土壤水分及苹果树生长的影响。结果表明:自然生草在苹果开花坐果期可提高0~80 cm土层土壤水分,在幼果膨大期和花芽分化期可提高0~120 cm土层土壤水分,在果实采前膨大期可提高0~160 cm土层土壤水分,而人工生草则降低了土壤水分。自然生草和人工生草主要影响0~80 cm土层土壤水分,且对0~40 cm土层土壤水分影响较大,对120 cm以下土层影响较小。自然生草的土壤蒸散量较人工生草和清耕分别减少了17.30和8.07 mm,单果重分别提高了15.46%和6.21%,产量分别提高了21.29%和6.10%,土壤水分利用效率分别提高了25.09%和7.64%。自然生草不但可提高果园土壤贮水量,而且可提高果实单果重与产量,渭北旱塬应积极推广果园自然生草。
灌水次数对绿洲春玉米田氮素损失及水氮利用效率的影响

该文研究灌水次数对绿洲农田氮素损失及水氮利用效率的影响。2015年在甘肃省武威市石羊河流域绿洲农田设置了5种灌溉施肥处理:分别为传统施肥(N_1)+传统灌水4次处理(I_1N_1),优化施肥(N_2)+优化灌水4~7次处理(分别为I_2N_2、I_3N_2、I_4N_2和I_5N_2)。应用农田水氮管理模型(soil water heat carbon and nitrogen simulator,WHCNS)模拟分析了不同灌水次数下的作物产量、水氮动态过程及水氮利用效率,最后应用综合指数法筛选了农田最佳的水肥管理方案。结果表明:模型模拟的土壤含水率、土壤硝态氮含量、作物产量和叶面积指数与实测值均吻合良好,一致性指数在0.74及以上。5个处理中I_3N_2处理的春玉米产量、水分和氮素利用效率均最高,分别为17 077 kg/hm~2、3.23 kg/m~3和40.1 kg/kg。I_1N_1处理的水分渗漏和硝态氮淋失量均最大,而I_5N_2处理的最小。在灌溉定额一定的条件下,随灌水次数增加,水分渗漏量逐渐减少,同时硝态氮淋洗和氨挥发也逐渐减少,而反硝化和作物吸氮量逐渐增加。综合指数法评价结果表明I_3N_2处理为该地区最佳的水肥管理方案。因此,在该地区适当增加灌水次数和减少单次灌水量,不仅可以维持作物产量不变,而且显著减少了水分渗漏和氮素淋洗,同时提高了水氮利用效率。结果可为荒漠绿洲地区制定合理的水肥管理措施提供指导。
基于高光谱图像的牧草粗蛋白含量反演模型

粗蛋白(crude protein,CP)是评价牧草品质和饲用价值的重要指标。利用高光谱技术实现大面积牧草CP含量实时、准确、无损监测是草地营养状况监测的重要内容。为掌握青海省海晏县金银滩草原牧草CP含量的分布状况,该文采用课题组航空飞艇搭载自主集成高光谱成像系统获取高分辨率高光谱图像,对高光谱数据进行光谱衍生变换,采用不同建模方法构建CP含量的反演模型。选取最佳组合的2种光谱指数为自变量构建牧草CP含量的单变量模型。对于包络线去除的衍生光谱和对数、归一化、一阶微分及其衍生组合变换光谱,使用逐步判别分析法筛选各光谱变量的特征波段作为自变量,构建牧草CP含量的多元线性和非线性回归模型,综合比较各模型的精度选择最优反演模型。结果表明,不同光谱变量相比,微分光谱变量对牧草CP含量拟合效果较好,R~2均达到0.794以上。不同多元回归模型相比,非线性回归模型精度高于对应的线性回归模型。以光谱对数后再一阶微分变量(D(log(R)))构建的多元非线性回归模型为牧草CP含量最优估算模型,R~2为0.918,RMSE为0.054。将D(log(R))建立的非线性回归模型应用于高光谱图像上,绘制研究区牧草CP含量空间分布图。研究为大区域尺度CP含量的定量反演及精准畜牧业的高效实施提供参考和技术依据,也为今后智慧畜牧业的发展奠定基础。
农业排水沟塘系统污染物去除监测区代表性分析

农业排水沟塘的不均匀分布造成了不同沟塘单元在污染物去除能力上的差异,从而影响采用局部监测区推求系统整体去除污染物能力的代表性,合理选择监测区是正确评价其环境功能的关键。该文根据南方平原区一典型沟塘的分布情况,以江都昭关灌区作为研究区,针对表征污染物相对和绝对去除效果的指标,研究了由不同沟塘单元组成的监测区代表性问题;计算了不同监测区可能导致的误差,分析了影响代表性及误差的因素。结果显示,当降解系数r分别为0.01、0.05和0.10 m/d时,以沟塘系统整体的污染物去除效果作为参照,所有单元的去除强度比α平均值大于1,去除率比β平均值小于1;当降解系数r=0.05 m/d,池塘、支沟和农沟的去除强度比α平均值分别为1.90、1.11和0.64,去除率比β平均值分别为0.29、1.10、0.94。在沟塘分布不均及其水力关系复杂条件下,大多数水文单元或单个排水支路都难以精确地代表整个系统;一个特定监测区对于不同指标的代表性存在差异,监测区的代表性受到沟塘面积以及污染物自身降解能力的影响;对于表征污染物绝对去除量,如果污染物的降解能力较弱,监测区的选择余地较大,反之,则应避免面积较小的单元;水力停留时间越长,α值越小,而β值越大,水力停留时间较长的单元代表性更好。对于存在多个排水支路且农田和沟塘单元分布不均匀的情况,监测区则应尽量选为流量较大的支路,避免沟塘与汇流农田面积比偏大或偏小的支路。研究成果可为南方沟塘排水系统环境效益评价及农田面源污染监测提供理论依据。
BYW-400型冰草种子振动丸粒化包衣机种子丸化运动特性

为探究冰草种子丸化包衣运动特性,揭示冰草种子丸化包衣机理。该文采用理论分析、数值模拟、试验验证相结合的方法,研究冰草种子丸化规律及运动特性。建立了基于Hertz接触理论的振动模型与转动模型,对物料流流动特性进行了分析。利用离散元仿真软件EDEM对振动强度为21%和无振动以及不同的包衣锅倾斜角度进行10 s模拟仿真及其混合度分析,并通过单因素对照试验验证了丸化包衣中振动和转角对丸化合格率的影响。研究结果表明:冰草种子的丸化与种子和粉料的碰撞深度、种粉间的最大载荷、黏性底层厚度有关;振动的引入,可以改变速度的大小,提高湍流流动性和颗粒间运动复杂程度,最终可以提高种子丸化合格率;包衣机在包衣锅转速为48.6 r/min、包衣锅倾角40.3°的情况下,改变振动强度可以明显影响丸化率,且当振动强度为21%、倾斜角度约为45°时,丸化合格率能达到89.5%。该研究为揭示冰草种子丸化包衣机理提供参考依据。
基于灌溉制度优化和种植结构调整的用水总量控制

该文以农业耗水总量及灌溉取水总量为约束条件,采用优化灌溉制度和种植结构调整措施下京郊农业发展面积阈值。结果表明:1)采用优化灌溉制度措施能显著降低研究区农业耗水量与灌溉量,使区域农业耗水总量低于耗水总量控制指标及其使农业灌溉量取水总量低于其多年实际平均水平,但是农业灌溉取水总量仍超过其控制指标;2)在北京市大兴区减少耗水量高的露地蔬菜与冬小麦的种植面积,增加灌溉量少且耗水较低的夏玉米种植面积,同时进一步发展农业用水效率较高的设施农业面积,能够满足农业灌溉取水总量与耗水量总量控制指标,且符合国家规划稳定粮食产量与提高蔬菜产量的要求;3)满足灌溉取水总量控制下农业发展面积阈值为4.60´104~7.42´104 hm~2,而满足耗水总量控制下农业发展面积阈值为6.72´104~9.48´104 hm~2,而同时满足2种约束条件下农业发展面积阈值为7.42´104 hm~2;4)在维持用水总量不变情况下,随着设施农业发展面积扩大,传统农业发展面积相应减少,但因用水总量约束值差异设施农业与传统农业的发展阈值并不完全一致。可见,为维持区域水资源持续高效利用,确保区域农业健康发展,势必采用优化灌溉制度与种植结构调整等节水措施,控制农业发展阈值在合理范围内,才能使区域农业用水总量不能突破灌溉取水总量与耗水总量的控制指标。研究对类似京郊资源性缺水地区农业健康发展具有重要参考价值。
有机肥生产中的多段式搅龙设计与性能试验

为解决有机肥生产过程中的堵料、物料混合不均匀和尾端积料等问题,设计了一种多段式搅龙,其主要由伸缩扒齿、进料段、变径送料段、大径送料段、出料段和反旋向段等组成。该文确定了伸缩扒齿偏心、搅龙变径和尾端反旋向等主要结构参数,明确了物料混合均匀性、抗堵料和防积料性机理,利用EDEM软件对多段式搅龙和传统搅龙进行性能对比试验和分析,并进行了样机试验。试验结果分析表明:当物料的混合均匀度标准差达到0.2时,多段式搅龙需要输送的距离是传统搅龙的0.6倍,传统搅龙的标准差最小值较多段式搅龙内的标准差最小值增大0.042;在进口处的填充度相等的情况下,物料输送过程中多段式搅龙内的填充度会逐渐下降(趋于0.222),多段式搅龙内的填充度变化幅度为38.1%,而传统搅龙内的填充度保持不变;多段式搅龙装备比传统搅龙装备输运效率提高了20%。研究结果可为有机肥生产装备的设计提供参考。
不同类型灌水器在硬水滴灌条件下的堵塞特征

为确定硬水滴灌条件下影响灌水器堵塞的主要特征参数,研究6种灌水器在硬水滴灌条件下的平均相对流量和堵塞率的变化规律,通过有序回归方法分析影响灌水器堵塞的特征参数,灌水结束后解剖并观察灌水器内的堵塞情况。结果表明:硬水滴灌条件下6种灌水器的平均相对流量均发生了不同程度的下降,其中灌水器E1和E6因具有较大的过流截面尺寸而表现出了较好的抗堵塞性能;SPSS回归分析显示,显著影响灌水器的抗堵塞性能(P<0.01)的特征参数为灌水器内过流截面宽W和深H中的最小者min(W, H),且灌水器发生堵塞所需要的时间与min(W, H)成正相关关系;解剖灌水器发现,堵塞主要发生在灌水器内具有min(W, H)的截面处。建议硬水滴灌时选择内部过流截面尺寸较大的灌水器,且灌水器内部应避免易引发固体颗粒沉积附着的截面形状和过流结构。
旱地蔬菜钵苗自动移栽机栽植性能试验

为了提高蔬菜苗机械化移栽作业效率,实现旱地蔬菜钵体苗移栽自动化,研制了旱地蔬菜钵苗自动移栽机,主要由椭圆-不完全非圆齿轮行星系旋转式取苗机构、横向纵向间歇送苗机构、偏心圆盘吊杯式栽植器、动力传递系统等组成。为了获得该机的作业性能,以苗龄35 d的钵体番茄苗为移栽对象,分别在栽植频率45、60、75、84株/min时进行低速移栽试验,以96株/min的栽植频率进行高速移栽试验,按照机械行业标准JB/T 10291-2013《旱地栽植机械》测定了株距变异系数、漏栽率、栽植深度合格率、栽植合格率,参照农业行业标准NY/T 1924-2010《油菜移栽机质量评价技术规范》测定了直立度合格率。田间试验结果表明,在栽植频率为45~96株/min范围内,株距变异系数、漏栽率随栽植频率增加而略有增大,其平均值分别为6.6%~8.9%、1.7%~2.8%,栽植深度合格率、直立度合格率、栽植合格率随栽植频率增加略有下降,其平均值分别为97.5%~98.9%、96.7%~97.8%、91.1%~94.7%,株距变异系数、漏栽率、栽植深度合格率、栽植合格率均达到机械行业标准要求,直立度合格率也达到农业行业标准中的规定值。旱地蔬菜钵苗自动移栽机送苗机构、取苗机构、栽植器、整机行走配合协调,能够自动完成送苗、取苗、植苗、覆土等钵苗体移栽工序,作业性能良好。
滑切防缠式香蕉秸秆还田机设计与试验

针对香蕉秸秆富含纤维且含水率高等物理特性,现有的秸秆与根茬粉碎还田机田间作业时存在着切割阻力大,秸秆纤维易缠绕等问题。采用理论建模方法确定了秸秆滑切刀片的刀刃曲线方程;设计阐述了还田机的关键结构参数,该文研制出一种滑切防缠式香蕉秸秆还田机,并阐述了还田机械的总体机构与工作原理,同时对其秸秆粉碎率以及功耗进行田间试验。结果表明:各因素对香蕉秸秆粉碎率和功耗影响的显著性顺序从大至小依次均为秸秆粉碎刀辊转速、灭茬刀辊转速、机器前进速度。当机器前进速度为1.39 m/s、秸秆粉碎刀辊转速为1 600 r/min、灭茬刀辊转速为500 r/min时,香蕉秸秆粉碎率为95.2%,功耗为4.96 kW。在最优工作参数情况下,实际香蕉秸秆粉碎率为94.9%,实际功耗为5.1 kW,与软件分析值(95.2%、4.96 kW)间的误差分别为0.31个百分点、0.27%,验证了分析的可信性。通过与甩刀式立式香蕉秸秆粉碎还田机进行性能对比试验,得出所研制的滑切防缠式香蕉秸秆还田机秸秆粉碎率提高1.94个百分点,功耗降低11.3%。该机器的设计为中国南方热带地区香蕉秸秆还田技术的推广与应用提供了基础。
1979-2015年松嫩高平原土地利用格局变化及影响因子分析

为明确松嫩高平原土地利用格局变化特征及影响因子对其作用方式。该文以巴彦县为例,在明确1979-1991年、1991-2003年、2003-2015年间研究区土地利用格局变化特征的基础上,运用典范对应分析(CCA, canonical correspondence analusis)和径向基函数(RBF, radial basis function)神经网络模型,分析3个不同时段研究区土地利用格局变化主要影响因子,及各影响因子对土地利用格局作用强度及方向的时间演变规律。研究结果表明:1)3个不同时段,研究区各土地利用类型的面积增减幅度不一,1991-2003年,旱地面积增加11 514.56 hm~2,其他用地面积减少6 445.57 hm~2,土地利用面积变化幅度最大。2)1991-2003年,坡度、土壤类型、土壤质地、土壤肥力、土壤水分、GDP、区位指数、集中化程度、多样性指数和土地利用强度等关键性影响因子与第1排序轴的影响系数分别为-0.386 6、-0.559 4、-0.342 3、0.648 3、0.352 6、0.187 1、0.393 6、0.417 0、0.388 8、-0.583 3,其强度明显高于1979-1991年和2003-2015年,是造成该期间土地利用类型之间转换频繁,土地利用面积变化幅度大的主要原因。3)3个不同时段,影响各土地利用类型变化的关键性因子不同,在影响因子的共同作用下,土地利用类型的面积增减幅度不一,促使旱地发生转变的土地利用强度,在1991-2003年间对旱地的作用强度明显下降,影响系数由0.485 4变为0.338 4,是旱地在该期间面积增加较多的主要原因。研究结论:3个不同时段内,各关键性影响因子对土地利用格局的作用强度、方向及方式均有所变化,导致研究区土地利用格局存在明显的分异特征。
基于卷积神经网络的田间多簇猕猴桃图像识别方法

为实现田间条件下快速、准确地识别多簇猕猴桃果实,该文根据猕猴桃的棚架式栽培模式,采用竖直向上获取果实图像的拍摄方式,提出一种基于LeNet卷积神经网络的深度学习模型进行多簇猕猴桃果实图像的识别方法。该文构建的卷积神经网络通过批量归一化方法,以ReLU为激活函数,Max-pooling为下采样方法,并采用Softmax回归分类器,对卷积神经网络结构进行优化。通过对100幅田间多簇猕猴桃图像的识别,试验结果表明:该识别方法对遮挡果实、重叠果实、相邻果实和独立果实的识别率分别为78.97%、83.11%、91.01%和94.78%。通过与5种现有算法进行对比试验,该文算法相对相同环境下的识别方法提高了5.73个百分点,且识别速度达到了0.27 s/个,识别速度较其他算法速度最快。证明了该文算法对田间猕猴桃图像具有较高的识别率和实时性,表明卷积神经网络在田间果实识别方面具有良好的应用前景。
箱体模拟地质封存CO_2泄漏速度差异对植物的影响

为了解地质封存CO_2注入井破裂等快速泄漏或者通过地质甬道缓慢弥散对植物的影响,该文试验通过箱体模拟地质封存CO_2快速和慢速的不同泄漏方式,研究其对植物的影响。结果表明:快速泄漏CO_2时,泄漏量在2 000 g/(m·d)时光合值下降明显(从(22.86±0.89)µmol/(m·s)下降到(0.1±0.08) µmol/(m·s)),植株高度从(206±10.20)cm下降到(93.67±4.78)cm,叶片数也明显减少,而CO_2慢速泄漏时,在浓度控制下植物没有明显的响应,只有长期暴露在CO_2泄漏源附近的土壤pH值下降。碳捕集与封存技术(carbon capture and storage,CCS)决策者可以根据地质封存CO_2泄漏速度差异对周围生态造成的不同影响制定相应的应对措施。
形态学多尺度重建结合凹点匹配分割枸杞图像

针对枸杞分级过程中因图像噪声、光照不均匀和粘连等造成枸杞难以准确分割的问题,提出了一种基于形态学多尺度开闭重建结合凹点匹配的分割方法。首先提取原始图像的红色分量去除枸杞光照阴影噪声,利用形态学多尺度混合开闭重建对红色分量图像进行重建,平滑枸杞内部而保留轮廓边缘信息;然后采用8邻域跟踪算法提取粘连枸杞轮廓边缘;最后运用圆形模板检测粘连枸杞的轮廓凹点,以凹点间最短欧氏距离为匹配条件连接凹点对,并对匹配错误的凹点对进行修正,实现粘连枸杞分割。试验结果表明,该文方法分割准确率较高,而过分割率较低,相比标记控制的分水岭和直接凹点匹配分割等方法,对粘连枸杞分割效果较好,分割准确率可达到96%。该研究可为枸杞分割技术提供理论支撑。
躺滴法测量干湿循环条件下土壤固-液接触角的滞后特性

接触角滞后是使土壤的土水特征曲线产生滞后现象的主要因素之一,而土水特征曲线的滞后特性是土壤干湿循环的显著特征。该文采用混合制样法制备不同接触角的土样,通过躺滴法对干湿循环过程中土体的固-液接触角随时间的变化关系进行测量,结果表明:随着土样表面固滴的蒸发,其固-液接触角是不断减小的,且初始接触角越大,固滴完全蒸发所用的时间越长,黏土接触角随时间变化关系曲线呈线性,而砂土的则表现出一定的非线性。不论土体的初始接触角多大,临近固滴蒸发结束,接触角都会变为0,且整个蒸发过程中固-液-气三相接触线不发生移动,固-液接触面积保持不变。试验结果证实了土壤脱湿过程把固-液接触角假设为0是合理的,并且可以断定接触角滞后特性也可能是非饱和土土水特征曲线在反复干湿循环下滞回圈不断减小的原因之一。
基于Sentinel-1双极化雷达影像的土壤含盐量反演

该文以松嫩平原土地盐碱化区域-大庆市为研究区,Sentinel-1双极化雷达影像为数据源,结合研究区土壤采样的全盐含量测量值,反演研究区表层土壤含盐量。首先,在研究区进行土壤采样,并在实验室化验土壤样品的全盐含量,利用S1TBX软件对雷达影像进行噪声处理、辐射校正、几何校正;然后通过分析雷达影像不同极化组合的后向散射系数与土壤含盐量之间的关系,确定最优的极化组合方式;最后,利用回归分析的方法建立土壤含盐量的反演模型并进行精度评价。研究结果显示:(VV~2+VH~2)/(VV~2-VH~2)极化组合的后向散射系数可以较好的分离不同含盐量的土壤,建立起来的反演模型,决定系数R~2达到0.872,均方根误差RMSE为0.988。该研究可以满足大区域土地盐碱化监测的需要,并为Sentinel-1雷达数据在土壤成分提取等方面研究提供了参考。
基于粒子成像瞬态测量技术的雨滴微物理特性及降雨动能研究

雨滴微物理特性及降雨动能是揭示降雨物理本质的重要特征量,亦是开展侵蚀定量分析与建立侵蚀量预报模型的基础。采用粒子成像瞬态测量可视化技术观测自然降雨雨滴,结合计算机视觉识别技术解算雨滴微物理特性参数,同时采用虹吸式自记雨量计记录自然降雨降雨强度。研究表明:该次降雨雨滴以中等粒子为主,雨滴直径均值为1.52 mm,降落末速度均值为3.47 m/s,其中直径在1.00~3.00 mm范围内的雨滴占样本总数的87.21%。雨滴直径和降落末速度呈显著的对数关系。基于实测的雨滴微物理特性和降雨强度估算降雨动能,该结果与传统的经验模型估算结果相对误差均值为7.28%。该方法得到的降雨动能较以往的经验模型能更真实的反应雨滴降落过程中的做功大小,为准确计算降雨过程中雨滴所造成的溅蚀量奠定基础。
基于茎秆直径微变化信号强度监测交替沟灌玉米水分状况

为研究茎秆直径微变化信号强度与交替沟灌玉米水分状况,试验设置常规沟灌处理、交替沟灌高水处理和交替沟灌低水处理,研究了3种处理玉米茎秆直径最大日收缩量(maximum daily shrinkage, MDS)、茎秆直径日增长量(daily increase, DI)与土壤含水率的关系,探讨了以信号强度(指标实测值与参考值的比值)诊断玉米水分状况的可行性,并通过"信噪比"结合水分敏感性对各生育期内MDS信号值(signal MDS, SI_(MDS))与DI信号值(signal DI, SI_(DI))适宜性进行评价。结果表明:MDS和DI在不同生育期表现出显著差异(P<0.01),易受到气象因素影响,对土壤含水率变化的响应较弱。信号强度可排除气象因素干扰,各水分处理信号值呈现出不同规律,交替沟灌玉米信号值高于常规处理信号值。不同生育期内信号强度与水分敏感性表现出显著差异,拔节期内3组处理SI_(DI)信噪比平均值大于SI_(MDS),且复水后SI_(DI)信号强度降低幅度平均值(51.44%)大于SI_(MDS)(30.55%),因此SI_(DI)是更适宜的拔节期水分诊断指标;抽穗期内2种指标敏感性和信噪比相差不大,SI_(MDS)与土壤含水率相关性更好,抽穗期应选择SI_(MDS)作为水分亏缺诊断指标。成熟期SI_(MDS)信噪比平均值大于SI_(DI),复水后信号强度降低幅度平均值(65.12%)大于SI_(DI)(52.78%),SI_(MDS)更适宜作为玉米水分状况诊断指标。该研究可为监测交替沟灌玉米水分技术提供技术支撑。
砍切式玉米秸秆还田机的设计与试验

针对中国北方一年两熟区玉米收获后地表秸秆量大,甩刀式秸秆还田机粉碎长度合格率低,影响后续小麦少免耕播种等问题,基于四连杆机构往复运动原理,利用地表作为支撑,提出了利用砍切对秸秆切段还田的思路,进而研发出一种砍切式玉米秸秆还田机。为避免后续小麦播种时出现拥堵现象,设计秸秆切断长度不超过小麦窄行行距的一半(6 cm);通过理论计算和动力学仿真分析,优化了切刀的运动轨迹并确定切秆装置各杆件尺寸并分析了机具切割功耗为28.39 kW;利用ANSYS软件对切刀进行有限元静力分析,切刀力学性能满足设计要求。田间对比试验结果表明,在玉米收获后秸秆全量保留的条件下,与甩刀式秸秆还田机相比,砍切式秸秆还田机粉碎后秸秆平均长度短0.73 cm,秸秆长度不合格率小5个百分点,秸秆长度变异系数小0.218;机具运行平稳性试验表明砍切式玉米秸秆还田机振动略大于甩刀式玉米秸秆还田机,但差异不显著,该机平稳性满足作业要求;切刀入土平均深度为7.71 cm,可明显降低0~10 cm土层土壤容重;后续播种试验试验表明在砍切式秸秆还田机作业后地表进行播种时,播种机无拥堵现象且播种深度合格率比甩刀式大2.3个百分点。该文研究成果能够为中国北方一年两熟区玉米秸秆还田提供一种新型装备,有利于促进秸秆还田技术的推广。
大分子载体钆(Ⅲ)磁共振成像MRI造影剂的研究进展

基于目前临床应用的小分子钆类磁共振成像(MRI)造影剂所存在的安全隐患以及毒副作用,研发低毒、稳定、高效的新型核磁共振造影剂已成为医学影像学的研究热点之一。随着研究的不断深入,多种以多糖、蛋白、树枝状大分子、聚氨基酸为载体的新型含钆造影剂在显示出高的弛豫效率、分布特异性或优异的生物相容性的同时,展现出良好的病灶靶向性。因此,将小分子含钆造影剂与大分子载体相结合,是获得高弛豫效率、安全低毒且具有靶向性的新型磁共振成像造影剂的有效策略。本文对目前研究中具有不同大分子载体的核磁共振造影剂进行归纳整理,对明确该类造影剂的发展方向有重要意义。
红树莓柚子复合果汁配方优化

以红树莓、柚子为主要原料,对红树莓柚子复合果汁的配方及稳定性进行研究。首先通过单因素和正交实验并结合感官评价的方法,确定了红树莓柚子复合果汁的最佳配方;其次,通过单一稳定剂的选择及稳定剂的复配,确定了复合果汁的最佳稳定剂及添加量;最后对复合果汁的理化指标进行了测定。结果表明,红树莓柚子复合果汁的最佳配方为:红树莓汁45 g,柚子汁30 g,白砂糖8 g,加水至总量100 g,此时感官评分为88.63;最佳稳定剂及添加量为:以0.12 g黄原胶与0.09 g羧甲基纤维素钠为复合稳定剂。在此工艺条件下,得到的红树莓柚子复合果汁可溶性固形物为11.2%,总酸为0.2~0.3 g /L,均符合国家饮料食品标准;且口感酸甜,稳定性好。
云数据中心高效的虚拟机整合方法

针对传统虚拟机整合(VMC)方法难以保持主机工作负载长期稳定的问题,提出一种基于高斯混合模型的高效虚拟机整合(GMM-VMC)方法。为了准确地预测主机负载的变化趋势,首先,使用高斯混合模型(GMM)对活动物理主机的工作负载历史记录进行拟合;然后,根据活动物理主机工作负载的GMM和主机自身的资源配置情况计算主机的过载概率,并根据过载概率判定主机是否存在过载风险;对存在过载风险的物理主机,根据部署在该物理主机上的虚拟机对降低主机过载风险的贡献和虚拟机迁移所需的时间这两个指标进行待迁移虚拟机选择;最后,使用GMM估算待迁移虚拟机对各个目标主机过载风险的影响,并选择受影响最小的主机作为目标主机。通过CloudSim仿真平台模拟该GMM-VMC方法,并根据能源消耗、服务质量(QoS)、整合效率等指标与已有的整合方法进行对比,实验结果表明,GMM-VMC方法能够有效地降低数据中心能耗,提高服务质量。
行驶时间随机的分批配送车辆路径问题模型与算法

为研究分批配送和等待时间对行驶时间随机的车辆路径问题(VRP)的影响,针对行驶时间随机的分批配送车辆路径问题,在软时间窗下考虑等待时间,建立带修正的随机规划模型;同时设计改进的粒子群优化(PSO)算法进行求解:使用需求点可多次出现的整数编码,设计改进的相对位置索引算法进行解码以解决粒子中出现分批需求点问题;将自适应选择用于速度更新以解决各向量长度不同的问题;将路径重连算法用于位置更新过程以解决粒子在离散空间和连续空间转换时信息丢失的问题,适应允许分批配送的特点。通过对调整的Solomon算例测试,考虑等待时间将造成总费用平均增加约3%,且更倾向于分批配送。分批配送能有效降低总费用(2%)和减少使用的车辆数(0.6);在部分算例,特别是R~2类算例中,分批配送能有效降低等待时间,平均降低0.78%。
基于故障传播的模块化BP神经网络电路故障诊断

大规模的数模混合电路所含故障模式众多,电路故障状态复杂,且易发生传播,因而电路故障诊断难度较大。针对大规模电路发生故障时存在故障传播的问题,提出一种基于故障传播的模块化BP神经网络(MBPFP)故障诊断方法。首先,在电路模块划分的基础上分析子电路间的故障传播,并将故障源和故障传播源“模块化”;然后,通过子电路的异常检测模型进行一级定位,缩小故障原因集合,确定故障模块;最后,利用目标模块的BP神经网络模型进行二级定位,实现故障诊断并识别故障模式。与传统BP神经网络等方法进行比较的实验结果表明,MBPFP故障诊断方法具有较高的故障覆盖率,在定位准确率方面提高了至少8个百分点,其性能优于传统BP神经网络等方法。
基于硬件虚拟化的虚拟机进程代码分页式度量方法

云环境下恶意软件可利用多种手段篡改虚拟机(VM)中关键业务代码,威胁其运行的稳定性。传统的基于主机的度量系统易被绕过或攻击而失效,针对在虚拟机监视器(VMM)层难以获取虚拟机中运行进程完整代码段并对其进行完整性验证的问题,提出基于硬件虚拟化的虚拟机进程代码分页式度量方法。该方法以基于内核的虚拟机(KVM)作为虚拟机监视器,在VMM层捕获虚拟机进程的系统调用作为度量流程的触发点,基于相对地址偏移解决了不同版本虚拟机之间的语义差异,实现了分页式度量方法在VMM层透明地验证虚拟机中运行进程代码段的完整性。实现的原型系统———虚拟机分页式度量系统(VMPMS)能有效度量虚拟机中进程,性能损耗在可接受范围内。
两种大规模燃耗链求解算法对比分析

为严格追踪裂变反应堆中核素成分随燃耗的变化,基于燃耗矩阵法求解燃耗方程,分别采用自主编写的Chebyshev有理近似方法(CRAM)程序和广泛应用的ORIGEN2程序进行大规模燃耗链的点燃耗计算,并对两种算法的相关参数进行对比分析。结果表明:在计算精度方面,CRAM与ORIGEN2程序获得的重要核素的核密度较为一致,个别核素相对误差较大;在计算效率方面,单步燃耗计算ORIGEN2略胜一筹,但CRAM耗时也非常短;在步长稳定性方面,CRAM具有显著优势,而ORIGEN2的统计结果受步长变化的影响较大。
钢桥面板纵肋与顶板焊接细节疲劳裂纹扩展三维模拟方法

为了深刻认识正交异性钢桥面板的疲劳特性,准确评估其疲劳抗力,对纵肋与顶板焊接细节进行了三维疲劳裂纹扩展模拟。提出了一种主要针对椭圆或半椭圆形疲劳裂纹的扩展模拟方法,采用相互作用积分法计算裂纹尖端处的应力强度因子K,作为三维裂纹模拟的基本参量。以青山长江公路大桥正交异性钢桥面板疲劳试验节段模型为研究对象,将纵肋与顶板焊接细节处的疲劳裂纹近似为单个半椭圆形裂纹,对其扩展过程进行三维模拟,通过试验结果验证了所提方法的有效性。在此基础上将初始裂纹分别设置于焊根和顶板焊趾,探讨了顶板厚度和U肋形式对于纵肋与顶板焊接细节疲劳裂纹扩展特性的影响问题。研究结果表明:所提出的方法能够准确模拟纵肋与顶板焊接细节疲劳裂纹的扩展过程,适用于其疲劳问题研究;增加顶板厚度能够有效改善纵肋与顶板焊接细节处的疲劳性能;相对于传统纵肋与顶板焊接细节而言,顶板与镦边U肋焊根和焊趾处的疲劳裂纹扩展特性和疲劳抗力没有显著差别,顶板与镦边U肋焊缝构造细节难以显著改善焊根和顶板焊趾处的疲劳性能;萌生于焊根并向顶板扩展的疲劳失效模式是控制传统纵肋与顶板焊接细节和顶板与镦边U肋焊缝构造细节疲劳性能的主导疲劳失效模式。
铀基聚变-裂变混合堆次临界能源包层有限元力学分析

次临界能源包层是聚变-裂变混合堆的重要部件,对其进行力学特性分析研究是确保整个反应堆正常运行的关键。本文利用有限元分析软件对次临界能源包层的第一壁结构、支撑固定结构的相关零部件开展了初步的力学分析,得到了各零部件相关结构的最大应力值、应力分布云图和变形分布云图,其中支撑结构的最大应力位于加强筋板与圆柱定位销的连接处,应力值为310.2 MPa;第一壁的最大应力位于"U"形流道拐角处,应力值为240.7 MPa;按相应的评价准则进行结构的强度和刚度校核,计算结果表明次临界能源包层各零部件能够满足计算工况下的强度和刚度要求。
高原地质及气象环境下公路交通风险致因耦合分析

为了分析高原地区特殊的地质和气象环境对公路交通风险的影响,以2010~2015年云南高原地区发生的6 261起公路交通事故原始数据处理与分析为例,结合云南高原地区公路交通事故分布特征,分析高原地区公路交通风险的内涵及构成要素。通过对高原地质及气象环境下公路交通风险致因耦合的界定并结合公路交通风险指标作用情况,利用N-K模型和改进的耦合度模型构建高原地质及气象环境下公路交通风险致因耦合模型,并分别计算单、双风险因素耦合模型的各构成要素间的耦合度,量化各类耦合的危险程度,最后分析高原地质及气象环境下公路交通风险值与各风险构成要素的关联性机理。研究结果表明:强耦合会使风险造成的后果更为严重,最终造成风险量的急剧增大或耦合突变后变成以新的风险形态在系统内部传导和蔓延;云南高原地质环境构成要素中“急弯”与其他要素的耦合通常表现为强耦合,气象环境构成要素中“雨天”和“雾天”与其他要素耦合度较高,应加强高原地区公路最小转弯半径以及雨天与雾天情况下的行车限速、载重与车距保持等方面的地方规范和标准建设;随着时间推移,双因素耦合形式由2012~2014年的10种强耦合降为2015年的7种,各类耦合度明显减小,表明2015年较之前3年因地质与气象风险要素耦合所导致的公路交通事故危险程度下降。
四级串联共用腔体MA级FLTD的设计与仿真

目前MA级快脉冲直线变压器驱动源(FLTD)模块一般引入2~4路快前沿(约20 ns)高幅值(100 kV)电脉冲触发,百TW级数十MA的FLTD驱动源含有数千个模块,其触发系统非常庞大,并且要求触发脉冲按照精确时序到达各级串联模块,以便实现与次级行波同步的感应电压高效叠加,触发系统成为大型FLTD驱动源的瓶颈之一。在之前提出的一种利用一路外触发脉冲实现数十模块串联FLTD与次级行波同步的感应电压高效叠加触发方式基础上,设计了4级串联共用腔体的MA级FLTD模块组,每级共24支路,其中1个用作触发支路,主放电支路由2只100 nF双端引出电极电容器和1只GW级气体开关组成;建立了16级串联、次级为水线的单路FLTD电路模型,数值仿真研究了支路开关自放电、触发支路开关闭合时序与分散性,以及次级传输线阻抗对驱动源的影响。
施肥方式对东北玉米种植区氮磷流失的影响

研究不同施肥方式下东北玉米单作种植体系氮磷流失规律,可为该地区农田面源污染防控及生态保护提供技术参考。试验设置农民习惯处理、优化施肥处理、秸秆还田处理和有机肥化肥混施处理,采用自然降雨条件室外模拟方法,分析不同施肥处理对东北玉米种植区径流淋溶氮磷流失的影响。结果表明,在东北地区玉米单作模式下,多雨年份优化施肥处理与农民习惯处理相比可降低15.8%的总氮流失负荷,降低7.3%的总磷流失负荷;秸秆还田处理可明显降低22.9%的总氮流失负荷及15.1%的总磷流失负荷;有机肥化肥混施处理降低总氮流失负荷13.6%,但增加总磷流失负荷13.9%;氮磷流失负荷以泥沙流失为主,淋溶流失其次。结合作物产量,在多雨年份,优化施肥处理和秸秆还田施肥处理是防控东北玉米区农田面源污染和保证作物产量的理想施肥方式。
基于标签的POF网络虚拟化技术研究

针对SDN新一代转发控制分离技术———协议无感知转发(POF),提出了协议字段全开放的SDN网络虚拟化架构。该架构提出了基于标签的网络虚拟化技术和POF物理交换机流表分配技术,通过网络虚拟化中间件将POF交换机与POF控制器之间传递的消息进行转换,对物理网络中传输的数据进行标签封装,从而区分不同网络切片与虚拟链路的流量信息。与已有的虚拟化中间件FlowVisor、OpenVirtex、CoVisor等相比,该虚拟化中间件全面支持POF协议,通过物理网络中的数据的标签化处理,实现了SDN转发平面全字段开放的网络虚拟化。同时,基于该套架构,实现了POF网络虚拟化中间件系统POFHyperVisor,并验证了该POF网络虚拟化中间件系统的功能与性能,经测试,虚拟化消息处理能力损失在17.1%~ 29.9%。
基于萤火虫优化的加权K-means算法

针对传统K-means算法易受初始聚类中心和异常数据的影响等缺陷,利用萤火虫优化算法全局搜索能力强、收敛速度快的优势,对K-means算法的初始聚类中心进行优化,并通过引用一种加权的欧氏距离,减少异常数据等不确定因素带来的不良影响,提出了一种基于萤火虫优化的加权K-means算法。该算法在提升聚类性能的同时,有效增强了算法的收敛速度。在实验阶段,通过UCI数据集中的几组数据对该算法进行了聚类实验及有效性测试,实验结果充分表明了该算法的有效性及优越性。
环链种群结构的多目标教与学优化算法

针对教与学算法采用贪婪进化机制,易造成种群多样性较差的问题,将环链拓扑结构引入到多目标教与学算法中,并改进了自我学习机制,提出了一种环链种群结构的多目标教与学优化算法。根据多种群进化方式,通过一种环链结构将种群划分为多个邻域,每个邻域代表一个小种群,且相邻种群之间存在重叠。在教与学进化过程中,在每个小种群中设置一名教师,由每一位教师引导各自的种群独立进化,且彼此之间存在进化信息交流。同时,提出一种改进的学习机制来提升局部寻优能力,由此平衡算法的全局搜索和局部寻优。该算法通过与五种对等算法在ZDT和DTLZ系列组成的12个多目标测试问题进行测试,实验结果表明了新算法在收敛性、多样性和稳定性等方面均优于或部分优于其他的对比算法。
煤矿井下硬岩定向钻进螺杆马达选型及试验

为了提高煤矿井下硬岩定向钻进效率,在分析硬岩定向钻进螺杆马达要求的基础上,选择了4种不同类型的螺杆马达在陕西韩城桑树坪煤矿进行井下硬岩定向钻进试验。试验结果表明,四级7︰8头螺杆马达和五级5︰6头螺杆马达在定向钻进硬岩时,其平均机械钻速分别为2.52 m/h和2.15 m/h,累计纯钻进使用时间可达550 h。这2种类型的螺杆马达表现出长寿命、高效率等特点,适合于定向钻进硬岩地层。
矿井直流电法全空间电场分布数值模拟及影响因素

矿井直流电法超前探测效果影响因素较多,为讨论井下不同因素对地下全空间电流场分布的影响,运用Ansoft Maxwell有限元软件,分别建立均匀介质、巷道开挖及低阻异常层状模型进行正演模拟。结果表明:受巷道开挖影响,全空间电场由同心环状分布变为螺旋状分布,且受巷道空腔影响,巷道顶板电场强度、电流密度明显小于底板,靠迎头一侧电流、电流密度在迎头附近出现跳跃增大,呈现电流集中现象。由于地电断面的存在,电场强度和电流密度在分界面处均发生折射现象。受低阻体的“吸引”作用,低阻体内部电流沿其走向流动,电场强度降低而电流密度升高;低阻体外部电场强度升高,电流密度降低;并在异常体边角处出现明显的电流集中现象。受此影响,整个区域视电阻率均有所下降。与理想状态等电位相比,由于巷道及异常体的存在,电场强度和电流密度差值等位线略有畸变,导致掘进迎头前、后等电位面距供电电极并不完全相等,掘进迎头前方小于后方。在实际运用直流电法进行巷道超前探测时,应综合考虑顶底板岩性、厚度及低阻体电阻率、规模及与迎头距离等诸因素对低阻体实际位置的影响。
淮南煤田含煤岩系沉积相类型特征与演化--以新集井田1001钻孔为例

基于淮南煤田新集井田1001钻孔石炭-二叠系太原组、二叠系山西组和下石盒子组岩心观测和样品采集,通过显微镜下鉴定、粒度分析和X射线衍射矿物成分分析,研究淮南煤田含煤岩系沉积相类型特征与演化。结果表明:研究区晚石炭纪早期,海水进退频繁,发育障壁海岸和潮坪沉积体系,泥坪和混合坪微相与局限潮下坪微相共生,总体上发生3次海侵事件,代表陆表海的充填阶段;早二叠世早期,海平面下降,山西组发育三角洲前缘沉积相,远砂坝、河口砂坝、水下分流河道、水下天然堤及分流间湾微相共生,海陆过渡三角洲相在破坏中不断进积;早二叠世末期,下石盒子组发育三角洲平原沉积体系,分流河道、天然堤、泥炭沼泽及分流间洼地微相共生,研究区进入陆相三角洲沉积阶段。
宁武盆地山西组过渡相页岩孔隙特征及影响因素

为了研究宁武盆地山西组过渡相页岩的孔隙特征和影响因素,对宁武盆地山西组过渡相页岩进行了系统采样,并针对性地进行了扫描电镜分析、低温氮吸附实验、TOC含量测试、有机质成熟度(R_(max))测试、全岩矿物X衍射分析和孔隙度测试,探讨了页岩孔隙类型、孔隙特征及影响因素。结果表明:研究区页岩孔隙类型主要以粒间孔、晶间孔、有机质气孔、有机质原生孔、溶蚀孔及裂缝为主,大小以2~50 nm的介孔为主,孔隙形态包括开放的尖壁形孔、平行壁孔、锥型管状孔、墨水瓶孔等;页岩平均孔隙度为3.64 %,平均孔径为7.78 nm,BET比表面积平均为11.70 m~2/g,总孔体积平均为0.022 2 cm~3/g,具有较强的储集性和吸附性;页岩孔隙具有分形特征,分形维数为2.61~2.77,分形维数与微孔体积分数表现出良好的正相关性;页岩孔隙发育受TOC含量、成熟度(R_(max))和矿物组成的影响。
生态脆弱矿区土层中导水裂缝带发育高度研究

为指导生态脆弱区“保水采煤”,掌握土层中导水裂缝带发育高度,采用微电阻率扫描成像技术、物理模拟、数值模拟、钻孔冲洗液消耗量观测等手段综合研究,结果表明:物理模拟、数值模拟辨别出的裂采比为28.1~29.1,微电阻率扫描成像探测出裂采比28.3~28.5,微电阻率扫描成像识别与其他手段所得结果吻合。微电阻率扫描成像技术可推广应用于其他矿区土层中导水裂缝带发育高度的探测。
准噶尔盆地南缘低煤阶煤储层可动流体及孔径分布特征

为分析准噶尔盆地南缘(简称准南)低煤阶煤储层可动流体、束缚流体以及孔径分布特征,对准南6个矿区6个煤样进行了高速离心和低场核磁共振实验。实验结果表明:准南低煤阶煤以吸附孔发育最优,其次为渗流孔和裂隙。建立束缚水状态的最佳离心力为1.380 MPa;结合饱和水状态和束缚水状态的核磁共振T_2谱,得到可动流体孔隙度为0.45%~1.89%,平均1.29%;束缚流体孔隙度为1.03%~7.45%,平均4.18%,可动流体孔隙度与渗透率呈幂指数关系(R~2=0.935 8)。根据“离心-T_(2C)法”得到准南低阶煤孔隙半径主要分布在0.01~1 μm,平均孔隙半径为1.771 μm。
煤层顶板导水裂缝带高度综合探查技术

新建矿井应进行顶板“两带”实测。采用井下上仰钻孔注水测漏法、井-地联合微震监测法以及UDEC软件数值模拟,综合探查高家堡矿井首采面顶板导水裂缝带发育高度。利用这3种方法获得的工作面停采线附近的导水裂缝带高度数值基本一致,分别为88.03 m、86.54 m和87.00 m,与实际情况相符合。与地面钻孔冲洗液法或井下上仰钻孔注水测漏法探查结果结合起来,井-地联合微震监测具有突出优势,可实现煤层顶板覆岩破坏与变形的时-空动态四维监测,是研究顶板“两带”发育高度及其变化规律的重要方法。
煤矿水文地质勘探中水文地球化学判别标准的构建

针对煤矿水文地质勘探过程中存在的水文地球化学异常问题,以蒙陕矿区侏罗系含水层为研究对象,开展了水化学异常原因分析和判别标准构建,结果表明:勘探过程中以“水清沙净”为判别洗井完成的依据不充分,水泥浆残留是造成pH升高、矿化度降低等水化学异常的主要因素,因此结合蒙陕矿区深埋型煤田水文补堪和工作面探放水等工作成果,建立了由pH、矿化度(TDS)、 HCO_3~-、SO_4~(2-)等水质指标组成的“五要素”判别标准,对巴拉素井田水文补堪过程中采集的36组水样进行判别,可以迅速判断出存在水化学异常的8组水样。剔除水化学特征异常的水样点后,可以很清晰地建立巴拉素井田各含水层的水化学特征,第四系水化学特征与地表水比较接近,表现为低矿化度、弱碱性、重碳酸钙型水;白垩系洛河组含水层与第四系水力联系密切,但埋深有所增加,导致一定量Na~+离子溶入,水化学特征演化为重碳酸钙钠型;安定组为区域性较稳定隔水层,导致直罗组和延安组含水层以侧向补给为主,地下水循环交替时间较长,形成了深部滞留特征的高矿化度(>2 500 mg/L)硫酸钠型地下水。
煤粉分散稳定性的影响因素分析

针对煤层气排采过程中煤粉产出易造成卡泵、埋泵等问题,以韩城区块太原组11号煤为研究对象,采用阴离子分散剂十二烷基硫酸钠SDS,以煤粉粒径、分散剂用量、煤粉浓度等作为影响因素,探究了分散剂对煤粉分散稳定性的影响规律,分析了分散剂与煤粉之间的相互作用机理。结果表明:不同粒径煤粉悬浮液煤粉分散效果不同,随着煤粉粒径增大,SDS悬浮液煤粉浓度出现不同程度下降;适宜的SDS分散剂用量,低的煤粉浓度,有利于煤粉在悬浮液中稳定分散,SDS分散剂质量浓度1.5~2.5 g/L,煤粉质量浓度小于30 g/L时较为适合煤粉稳定分散;分散剂的加入改变了悬浮液黏度,黏度的升高增加了携粉能力,同时不会影响洗井工艺中洗井液的返排。
基于证据理论和代理模型的QMU分析

针对结构可靠性或性能评估中的随机和认知不确定性同时存在的情况,根据性能裕量与不确定性量化的概念,提出了基于证据理论和Kriging代理模型的性能裕量与不确定性量化分析计算方法。该方法首先对随机变量进行抽样并通过优化求解证据焦元内结构性能响应极值分布并生成训练样本空间,通过最大置信水平期望提高加点准则构建并更新Kriging代理模型,提高裕量与不确定性量化分析过程中不确定性传播的效率和精度,在此基础上通过计算置信因子实现结构可靠性或性能评估度量。最后通过算例比较研究了基于置信因子度量结构可靠性和结构非概率可靠性之间的差异。
生物质直燃锅炉过热器管材的高温腐蚀动力学特性

针对生物质中氯含量较高,生物质直燃锅炉在运行中经常发生氯引起的过热器高温腐蚀问题,模拟生物质直燃锅炉过热器工作的温度条件和含HCl的烟气气氛,利用管式炉采用增重法对15CrMoG,12Cr1MoVG,12Cr2MoWVTiB,20G,T91,TP347H和0Cr25Ni20七种常用的过热器管材进行高温腐蚀实验.研究各管材的腐蚀增重拟合曲线,并基于热分析动力学方法对高温腐蚀的动力学模型进行分析.结果表明,腐蚀增重符合抛物线规律,温度和HCl浓度对腐蚀速度影响显著.7种管材中,T91,TP347H,0Cr25Ni20具有较好的耐高温腐蚀性能,这可能与它们的合金组分中较高的镍含量有关.动力学分析结果显示,高温腐蚀反应遵循一维扩散动力学模型.
基于IUPF算法与可变参数电池模型的SOC估计方法

针对常用电池模型参数固定和适用范围有限的问题,建立受温度和SOC影响的可变参数的Thevenin模型,并利用实验设计(DOE)方法和最小二乘法对模型参数进行辨识.针对系统噪声较大时影响算法估计精度的问题,提出了一种改进的无迹卡尔曼粒子滤波(IUPF)算法.将系统状态噪声和量测噪声两者同时引入到采样点中,对其进行对称采样处理,同时将其引入到算法计算过程中以保证算法的精度.在可变参数Thevenin模型基础上采用的IUPF算法,在保证模型适用范围的同时减小了噪声对系统估计精度的影响.实验及仿真结果表明,基于IUPF算法与可变参数电池模型的SOC估计方法在解决现有电池模型适用范围有限、保证模型精度的同时,在多个温度下对SOC有较高的估算精度.尤其在系统状态噪声、量测噪声影响较大时,算法估算精度有了明显提高,且对由模型参数所带来的扰动具有良好的鲁棒性.