mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
叶片角度对采用肘形流道的轴流泵装置特性的影响

基于RNG k-ε湍流模型和雷诺时均N-S方程,运用CFD技术对采用肘形流道的某泵站轴流泵装置分别在叶片角度为-2°,0°和+2°时进行三维流动数值模拟,以探究不同叶片角度下肘形流道的流动特性,以及肘形流道与叶片角度对轴流泵装置性能的影响,并对肘形流道内进行了非定常计算。通过计算得到叶片角度对肘形流道内水流流动状态会产生影响,叶片角度的不同导致肘形流道内的流态也会不同,不同叶片角度下叶轮进口的流速均匀度也会产生差异。在不同叶片角度下,轴流泵装置的肘形进水流道内压力脉动同样会产生很大的差异,压力脉动的差异会对机组的振动产生影响,通过对比叶片角度对采用肘形流道的轴流泵装置特性的影响,可以为工程中轴流泵装置叶片角度的调节提供一定的参考。
微胶囊流体微通道传热研究进展

相变微胶囊流体因相变潜热大和粒子之间的微对流效应,具有载热密度大,传热温差小的特点,在传热方面具有独特的优势。但其低导热率和高粘度限制了其应用范围。基于微胶囊流体在微通道内不同流动状态下的传热性能及强化微胶囊流体传热方面进行研究进展介绍,并分析总结微胶囊流体在暖通空调及相关领域的应用进展。
鼎湖山南亚热带常绿阔叶林群落垂直结构及其物种多样性特征

群落结构在森林生态系统中具有重要作用,其构建机制一直是森林生态学的研究核心。群落结构不仅包括水平方向上的物种分布格局,还包括垂直方向上的物种分层结构。本文基于鼎湖山南亚热带常绿阔叶林塔吊样地,利用林冠塔吊和测高杆精准测量样地内每个个体(胸径大于1 cm)的树高,并划分群落的垂直层次,研究了每层的群落多样性特征(α多样性)和林层间的群落多样性变化特征(β多样性)。结果表明:(1)样地群落垂直层次由下至上分为5层:灌木层、亚冠层、林冠下层、林冠中层和林冠上层。(2)随林层向上,物种丰富度、多度和Shannon-Wiener指数均下降,Pielou均匀度指数在林冠下层最大。(3)利用POD法计算并分解β多样性,发现随林层向上,β多样性在灌木层与其他各层间呈递增趋势,在相邻林层间呈单峰型,不同林层间的物种组成差异主要由丰富度差异造成。但在林冠下层与林冠中层间丰富度差异较小,物种替换组分增大,可能与林冠下层所处特殊位置有关。(4)各林层内微环境从灌木层向上,趋于高温、强光照和低空气相对湿度,但林冠下层平均日光强最低。综上,鼎湖山南亚热带常绿阔叶林林冠下层可能存在强烈的环境筛选作用,且光照可能是影响群落垂直结构形成的限制因子。
未来气候变化对不同国家茶适宜分布区的影响

茶是对气候变化敏感的重要经济作物,评价全球气候变化对茶分布和生产的影响对相关国家经济发展和茶农的生计至关重要。本研究基于全球858个茶分布点和6个气候因子数据,利用物种分布模型预测全球茶的潜在适宜分布区及其在2070年的不同温室气体排放情景(RCP2.6和RCP8.5)下的变化。结果表明:当前茶在五大洲均有适宜分布区,主要集中在亚洲、非洲和南美洲,并且最冷季平均温和最暖季降水量主导了茶的分布。预计2070年,茶的适宜分布区变化在不同的大洲、国家和气候情景间将存在差异。具体来说,茶的适宜分布区总面积将会减少,减少的区域主要位于低纬度地区,而中高纬度地区的适宜分布区将扩张,由此可能导致茶的适宜分布区向北移动;重要的产茶国中,阿根廷、缅甸、越南等茶适宜分布区面积会减少57.8%-95.8%,而中国和日本的适宜分布面积则会增加2.7%-31.5%。未来全球新增的适宜分布区中,约有68%的地区土地覆盖类型为自然植被,因此可能导致新茶树种植园的开垦和自然植被及生物多样性保护产生冲突。
贵州省水麻坨滑坡的复杂运动破坏机制探讨

思南县水麻坨堆积层斜坡受多期强降雨影响,从2011年初开始相继出现地表开裂、墙体倾斜、地坪及墙体裂缝变形加剧等地质灾害现象,危及大同社区93户509人、房屋556间,给当地社会稳定带来了极大的负面影响。一旦继续遭受强降雨等不利因素的影响,滑坡可能会变形滑动。基于现场调查和室内分析,本文在明确滑坡区地质结构和地形条件对坡体渗流场产生重要影响的基础上,立足于当地气象资料,利用SEEP/W模块和FLAC~(3D)软件继续探究降雨工况下滑坡变形失稳的进程,初步阐述了多期降雨诱发该类推移式堆积层滑坡(H1)及其引发的次生牵引式滑坡(H2)的成因机理。研究成果表明,主滑坡受历史罕见的强降雨诱导开启失稳变形进程,但受制于地形条件,具有分段失稳、渐进破坏等特点。在滑坡长期蠕动变形过程中,多期降雨导致地下水位浮动变化,刺激滑体蠕变加剧。次级牵引式滑坡由于临空条件受主滑坡控制,其演化进程与主滑坡失稳变形表现出明显关联性和一定滞后性。推移式堆积层主滑坡受地形、地下水和荷载等因素影响,从滑带参数弱化到滑面蠕滑贯通需经历长期过程;而牵引式堆积层次级滑坡是由于关键阻滑体的缺失,导致坡体应力重分布产生的后退式滑动,一般历时较短。
泥质砂岩在循环荷载作用下能量响应规律的试验研究

目前应用能量原理研究岩体结构的破坏、变形及稳定性是岩石力学领域研究的重点。为了研究泥质砂岩在循环荷载作用下3类能量———单位体积能、单位体积弹性能和单位体积耗散能的响应规律,开展了考虑动应力频率、围压和动应力幅值影响的循环加卸载试验。试验结果表明,3类能量在同一频率、不同围压下具有相同的能量响应规律。随着频率的增加,单位体积能、单位体积弹性能和单位体积耗散能随循环次数的响应规律呈现出有规律的波动性;累计单位体积能和单位体积弹性能随循环次数近似线性发展,而累计耗散能呈现出更强的非线性特点。采用了能量速率指标来衡量3类能量的变化程度,频率越高,3类能量的变化速率越大。在能量速率-时间曲线中存在明显的突变点,初步分析为岩样内部或表面裂缝发展的阈值点。通过对影响耗散能的因素分析可知,耗散能与围压、动应力频率和动应力幅值之间均为正增长趋势。结合相关文献的分析结果,综合分析了从循环开始到岩石最终破坏之间全部周期内的3类能量的响应规律,阐明了岩样在循环荷载作用下的能量响应规律,有助于深化对泥质砂岩能量响应规律、损伤及破坏的认识,为应用能量原理分析岩体工程的稳定性提供试验依据和应用指导。
重庆地区油菜收获后单作竹豆适宜播期和翻埋期的研究

在重庆地区,选择夏季豆科绿肥作物竹豆为研究对象,设置3个播期(间隔5d)与3个翻压期(间隔15d),测定了不同生育期竹豆的地上/地下干物质和养分含量;采取尼龙袋法测定不同翻压期竹豆干物质和氮磷钾等养分的腐解速率;同时测定了竹豆翻埋后土壤速效养分含量的变化情况。结果表明,播期与翻压期显著影响单作竹豆生物量及养分含量。随着播期的推迟,地上部干重显著下降,根冠比早期下降,后期有增加趋势。推迟播种时,植株全氮含量在生育后期整体高于对照。植株全磷含量不同时期变化趋势不同,全钾含量推迟播种后整体表现出显著下降的趋势。翻埋后,不同播期植株干物质及养分降解速率变化趋势基本一致,翻压期推迟15d时的干物质、全氮、全磷及全钾残留率均显著高于对照。随着翻埋时间的延长,土壤碱解氮含量整体呈增加趋势,而土壤速效钾和速效磷含量不同时期存在差异。综合分析认为,在重庆地区单作竹豆应在前茬油菜收获后推迟10d播种,翻压时间宜在8月初。
西南地区冬季气温年代际变化及可能成因分析

利用西南地区1970—2015年气象台站逐月气温资料,结合NCEP/NCAR再分析资料等,分析了西南地区冬季气温的年代际变化特征,并探讨了其年代际转折的可能物理机制。结果表明,西南地区冬季气温于1990年代前期发生暖突变。夏季热带西太平洋海温关键区(120~160 °E,10 °S~20 °N)与西南地区冬季气温在同时期发生暖突变,由于大气对海洋变暖的响应,在其西北侧激发了异常的气旋式环流,这种准GILL态使得西南地区恰好处于偏东偏南的暖湿气流中,配合西风急流偏强偏北,东亚大槽浅薄,不利于冷空气南下,西太副高偏强偏西使西南地区受下沉气流控制增温,并处于暖平流影响下,造成西南地区冬季年代际变暖。
基于裂纹附加模态的梁裂纹损伤识别方法

将梁中横向开裂纹等效为内部扭转弹簧,利用广义Delta函数和Heaviside函数,给出了具有任意条裂纹Euler- Bernoulli梁振动模态的统一显式解析表达式。在此基础上,引入裂纹附加模态的概念,并根据裂纹附加模态函数的构造特征,利用最小二乘拟合,建立了一种新的裂纹损伤参数识别方法。该方法计算简单,且仅需较少的测量点及测量点处某一模态的测量数据即可实现裂纹位置及深度的识别。最后,通过两个数值算例验证了裂纹损伤参数识别方法的适用性和可靠性,并考察了测量噪声对损伤识别的影响,结果表明裂纹位置识别精度高于裂纹等效弹簧刚度识别精度;前面裂纹识别结果影响后续裂纹的识别结果;随着测量噪声的增加,裂纹位置及裂纹等效弹簧刚度的识别误差增加,但仍在可接受的范围内,故该裂纹损伤识别方法在工程实际中具有一定的适用性。
利用风廓线雷达研究郑州机场低空急流特征及其对飞行的影响

利用2016、2017年郑州机场高分辨率边界层风廓线雷达半小时平均观测资料,对机场上空低空急流时空分布特征进行统计研究,结果表明:夏末、秋季低空急流出现次数相对较少,春季、夏初是高发时期,冬季易出现较强的超低空急流,只有春季风速从低层到高层呈现先增大后减小、再增大的变化过程,8月末可能是急流的时空转换期;夜间和凌晨是高发时段,白天降低30%~40%,一般情况下,00—12时(世界时,下同)急流较弱,12时后明显增强向上发展,19时开始减弱,持续至21时;急流中心最大风速一半以上在12~18 m/s,高度集中在60~180 m和300~900 m,超低空急流占大部分,夜间出现最大风速的概率远高于白天;低空急流发生高度大部分在飞机起飞或着陆的范围内,使飞机复飞概率增加,对夜间航班影响更大。
改进奇异谱分解及其在轴承故障诊断中的应用

针对强背景噪声下难以提取滚动轴承故障特征的问题,提出了基于奇异值差分谱的改进奇异谱分解方法。首先,为克服奇异值分解按经验选择嵌入维数的不足,运用一种新的信号自适应处理方法———奇异谱分解(Singular Spectrum Decomposition,SSD)分析振动信号,SSD法通过构建新的轨迹矩阵,自适应选取嵌入维数,将非线性、非平稳信号从高频至低频分解为多个奇异谱分量。然后,针对奇异谱分解方法重构的奇异谱分量仍包含较强噪声的问题,提出利用奇异值差分谱对重构过程进行改进,提高了奇异谱分解的降噪能力,有效提取了有用信息。最后,根据故障特征找到包含有用信息的分量,对该分量进行希尔波特包络解调,从而准确地提取出故障特征。仿真和实验结果验证了该方法的有效性,提供了一种新的故障诊断方法。
基于动力相似方法的台风极端降水概率预报研究

采用动力与统计相结合的方法,对台风引起的极端降水事件进行概率预报方法的研究,回算并评估了25个在2012—2015年间登陆中国的台风。此外,还对该预报方法的相似成员数和有效概率阈值进行了敏感性试验。试验结果显示,该台风极端降水概率预报方法具有一定的预报技巧,能准确预报多数产生极端降水的站点,但预报范围略偏大,空报率较高。相似成员数的敏感性试验表明,100%的相似成员数比率具有更优的预报效果;在相似成员数比率为100%的基础上,24 h预报的有效概率阈值在0%~2%之间的预报效果最好,48 h的有效概率阈值在0%~1.5%之间的预报效果最好。最后对“苏迪罗”和“海鸥”两个台风进行个例预报试验,结果表明对不同个例,预报效果存在较大差异。
中国标准动车组齿轮箱箱体动态特性分析研究

通过线路试验获取了中国标准动车组齿轮箱箱体振动加速度时间历程。结合车载GPS信号,分析了列车运行速度、轨道结构条件、通过道岔等典型工况下齿轮箱箱体的振动响应及变化规律。采用核密度估计函数分析箱体振动加速度的分布特点,并依据3σ准则给出了不同出现概率下箱体振动加速度的最大幅值。研究结果表明:随着列车运行速度的增大,箱体振动强度呈现增大趋势;列车由有砟轨道进入无砟轨道时,齿轮箱箱体横向、垂向振动加速度有效值分别增大了28%,29%;列车通过道岔时,齿轮箱箱体振动加速度幅值及有效值均有较大的波动。采用核密度估计的加速度概率分布与实测数据更为吻合,350km/h列车运行速度下,出现概率为99.73%时箱体横向、垂向振动加速度幅值分别为10.69 g,8.78 g。该研究获得的齿轮箱箱体动态特性为高速列车齿轮箱箱体的开发和运用提供参考。
乳腺托架固定下全乳调强放疗CBCT测定摆位误差的研究

目的探讨乳腺癌保乳术后乳腺托架固定下全乳调强放疗的摆位误差和影响因素,明确临床靶体积外扩至计划靶体积的边界。方法选取肿瘤医院2016-2017年间乳腺癌保乳术后接受全乳大分割调强放疗的患者30例,其中左侧乳腺癌患者15例,右侧乳腺癌患者15例。所有患者均采用乳腺托架体位固定。比较放疗计划系统图像与放射治疗期间锥形束CT的位移,确定摆位误差,并计算临床靶体积外扩至计划靶体积的边界。不同情况的摆位误差比较采用t检验。结果全组患者共拍摄锥形束CT图像151套,平均每人(5.0±1.3)套。全组患者摆位误差在x、y、z轴的位移分别为(2.2±1.7)、(3.1±2.5)、(3.3±2.3) ma, aTV至PTV外扩边界分别为6.39、10.00、8.57 mm。放疗第1周摆位误差与后续治疗摆位误差在z轴方向有统计学差异[(3.7±2.5) mm和(2.6±1.6) mm,P=0.002],体重指数超重比正常患者在z轴方向摆位误差显著增大[(3.9±2.6) mm和(2.9±2.0) mm,P=0.033].结论乳腺癌保乳术后乳腺托架固定行全乳调强放疗时,推荐CTV至PTV的外扩边界为6~ 10 mm。建议增加放疗第1周的影像验证频率。
点邻域信息加权的点云快速拼接算法

针对传统四点鲁棒快速拼接算法在数据量较大时计算速度不够理想的问题,提出一种基于点邻域信息加权的点云快速拼接算法.首先对传统法向量估算算法进行改进,提出加权主成分分析算法计算点的法向量;然后利用点到邻域内其他点的重心的距离进行特征点提取;再用一种基于加权曲率计算的邻域特征描述来筛选对应点对,并运用双重约束对得到的对应点对进行筛选提取有效点对;最后代入四点法作为初始数据进行拼接.实验结果表明,文中提出的法向量和曲率加权计算、特征点提取、对应关系筛选方法稳定可靠;该算法比传统四点拼接算法精度更稳定,整体拼接速度得到了很大提升.
开关磁阻电机温度场分析中绕组气隙建模方法

针对开关磁阻电机温度场分析中其绕组气隙对分析结果造成的影响,提出一种绕组气隙等效建模方法。分析了绕组气隙等效截面的计算方法,确定了绕组气隙的建模部位与模型结构,在此基础上完成了整个开关磁阻电机有限元模型的建立,并采用有限元法对其进行了温度场分析,同时与传统未考虑绕组气隙的有限元模型进行了对比仿真分析,最后通过实验对上述建模方法做了进一步的实验验证,结果表明:所提出的绕组气隙建模方法有效提高了开关磁阻电机温度场分析的准确性,因而具有较好的应用价值。
基于改进遗传算法的有源配电网故障定位分析

针对利用遗传算法对有源配电网故障定位存在早熟以及收敛速度慢的问题,提出了一种基于改进遗传算法的配电网故障定位方法。依据种群整体的进化特性构造新的交叉变异概率函数,结合种群中个体特性不同,引进了调整因子对反映父代与子代相似关系的相似系数进行调整,并给出一种针对配电网故障定位的单体交叉进化新算子,提高搜索能力并加速了算法的收敛,使配电网故障时能快速准确定位,最后通过仿真验证其有效性。
UHVAC同塔双回输电线路表面场强分析

为了研究特高压同塔双回输电线路分裂导线表面电场分布,本文基于改进的模拟电荷法,通过多步寻优找到模拟电荷在对应子导线内的最佳位置并建模,然后编程计算出分裂导线表面场强。利用该方法计算了浙江-上海段特高压交流输电线路分裂导线的表面场强,并研究了分裂数、子导线半径等对其影响。计算结果表明,本文方法与传统模拟电荷法相比更为准确,可将电位误差控制在0.05%以内;计算得该线路表面最大场强为1 783.5 kV/m,小于晴天和云雾条件下的起晕场强,但大于雨天条件下的起晕场强;适当增加导线分裂数或增加分裂导线的子导线半径,可明显降低导线表面最大场强。
考虑多种约束的分布式电源最大渗透率计算方法

针对分布式电源接入配电网的最大渗透率计算问题,根据我国现有传统配电网一次系统的技术要求,从规划设计角度出发,通过综合考虑配电线路输送容量约束、主变压器容量约束、节点电压约束和母线短路电流约束,提出了一种分布式电源最大渗透率综合计算模型和求解方法,分析极端情况下配电线路和主变压器供电区域内可接入的分布式电源的最大渗透率,从而确保在配电一次设备安全运行的前提下,获得分布式电源可接入的最大容量及其接入条件。最后通过算例对所提方法进行了验证和分析。
变电站混合无功补偿系统的优化控制策略

本文针对静止同步补偿器(STATCOM)与并联滤波电容器(FC)、并联电抗器PR相结合构成的变电站混合无功补偿系统,提出了一种基于模糊算法的协调控制策略。它首先是通过实时监测STATCOM在前1 min的平均无功功率占比率,经含模糊算法的电压控制器,确定变电站高压侧参考电压在后1 s的变化量;与此同时,通过实时监测变电站高压侧的电压值以及STATCOM在前10 min的平均无功功率占比率,确定FC、PR的投切状态。该控制策略可实现对系统电压合理控制的同时,控制STATCOM的无功输出,调节系统的动态无功备用容量,以及降低FC、PR的投切次数,延长其使用寿命。仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。
弱送端HVDC系统中无功补偿装置的性能分析

针对弱送端的大容量、远距离的高压直流输电系统在发生故障时出现的无功不足和电压下降现象,需要在变电站加装适当的无功补偿装置以提高系统运行的稳定性。为此,应用PSCAD/EMTDC暂态仿真工具,搭建弱送端HVDC系统仿真电路,对送端换流站分别加装同步调相机、静止无功补偿器和静止同步补偿器无功补偿装置的HVDC系统进行大量的仿真计算。对比运行结果表明安装同步调相机可以提高送端弱交流系统的强度,提升系统故障恢复的能力,具有较好的动态性能。
基于低压电容器抑制起弧的混合直流断路器

直流断路器的研发与推广相对滞后,阻碍着直流输电与配电的发展,目前国内外直流断路器主要存在成本高、体积大、运行损耗高等问题,针对这些问题本文提出了基于低压电容抑制起弧的混合直流断路器,机械开关K2与电容器C2并联的作用相当于辅助换流开关实现换流,代替传统强迫换流所用的电力电子模块,其通态损耗基本为零,且由于电容器不必承受高电压,降低了断路器的体积,减少了成本。根据不同应用场景可以实现常规燃弧与低电流燃弧的开断控制,并且能够满足故障电流的双向关断;通过PSCAD仿真实验验证了电路设计的正确性和有效性。
计及分布式发电预测的微电网孤岛供电可靠性评估

微电网由于其灵活性和经济性成为各国电力能源研究的重点,实现孤岛运行是微电网重要的特征之一。提出一种针对微电网孤岛运行模式下对风电、光伏发电进行预测,并进行负载协调的可靠性评估算法。首先针对系统中各分布式电源建立预测模型和功率模型,采取储能装置剩余电量及预测发电量优先保障重点负荷供电方式。其次,通过发电预测数据对孤岛运行期间进行负荷分配,使用贯序蒙特卡罗法在改进的DRTS Bus 4测试系统上进行仿真并统计数据,验证了算法的有效性。仿真结果显示应用负载协调策略后重点负荷供电可靠性指标有了明显提升。
基于H桥电压与电流的级联SAPF故障诊断方法

为了定位级联H桥有源电力滤波器中IGBT的开路故障,提出一种基于H桥输出电压与电流流向的故障诊断方法。本文将H桥单元电容电压测量点改为H桥输出端,以提高故障诊断能力。基于这种测量重构,采用H桥电容电压、输出电压、电流作为故障特征,对比正常工作与故障状况的特征值即可定位IGBT开路故障位置。该方法简单易于实现,具有多故障诊断能力,而不需要额外的电压测量。通过仿真分析,验证该方法对IGBT故障的快速有效定位。
基于偏差解耦扰动观测器的多重PR控制策略

带有L型滤波电路的三相并网逆变器在dq轴旋转坐标系下的数学模型存在电流耦合项,使其在滤波电感、负载参数突变时动态控制性能下降。针对以上问题,本文提出一种结合偏差解耦扰动观测器的多重比例谐振控制方案,该方案由偏差解耦扰动观测器和网侧电感电流反馈环两部分组成。其中电流反馈环采用多重比例谐振控制取代传统比例积分控制,同时结合偏差解耦扰动观测器对电感参数的变化和dq轴电流耦合所引起的电压误差进行观测,并将观测值作为补偿信号反馈到输入端。通过仿真和实验可以看出,该方案具有良好的动态性能和较强的鲁棒性,可以有效降低并网电流的谐波畸变率。
基于AMI量测信息的变压器参数辨识方法

针对配电网变压器参数辨识的难题,本文提出基于高级量测体系(AMI)量测信息的配电变压器参数辨识方法。该方法首先基于AMI提供的多时段量测数据,建立关于双绕组变压器参数的非线性方程组,并采用最小二乘法对其进行求解;然后以各时段的变压器参数估计值为样本,采用随机样本的方差系数判据对样本中误差较大的参数估计值进行剔除,获得变压器参数新样本空间;最后基于新样本空间计算变压器参数的均值,并将其均值作为最终的参数估计值,进而实现变压器参数的辨识。算例证明了本文方法的可行性与有效性。
输电线路绝缘子自爆缺陷识别方法

绝缘子自爆缺陷识别是实现运行状态监测和故障诊断的重要前提。针对输电线路航拍图像背景复杂的特点,提出一种基于深度学习的绝缘子自爆缺陷识别方法。本文中应用深度学习目标分类算法中最具代表性的AlexNet,VGG16以及Faster R-CNN框架分别进行分类器和检测器的训练,并将分类器和检测器级联组成级联网络,进行绝缘子目标的检测识别。分类器的正确率达到了72%,检测器的正确率达到了59.6%,级联网络的漏检率降为0。实验结果表明本文的方法能够有效地识别绝缘子、自动化性能良好,为下一步绝缘子故障抢修提供了基础。
电动汽车V2G问题研究综述

电动汽车作为移动储能单元可灵活支撑电网的安全运行。本文分别从电网侧、用户侧、储能、环境等不同对象的影响出发分析了电动汽车入网技术(V2G)研究现状。基于电网侧、用户侧角度,总结了现有文献中V2G对电网调度、电能质量、负荷平衡、配网经济性、电网调频、用户需求响应、用户收益等相关研究;分析了V2G技术对车用动力电池梯级储能利用、环境影响的相关研究。最后,探讨了进一步开展V2G研究的潜在方向。
前端调速式风电机组低电压穿越鲁棒控制策略

针对前端调速式风电机组在电网电压跌落期间的脱网问题,提出了一种基于励磁系统鲁棒控制的低电压穿越控制方法。该方法通过构造扩张状态观测器对非线性受控对象进行了反馈线性化,进一步考虑线性化后系统存在误差和不确定性,选取功角偏差、角速度偏差、有功功率偏差和机端电压偏差为状态变量,设计了励磁系统的鲁棒控制器。最后在Matlab/Simulink平台上建立了前端调速式风电机组并网模型并进行了仿真实验。结果表明,该方法能够提高电网电压跌落期间前端调速式风电机组的低电压穿越性能。
电压波动与闪变源定位方法综述

电压波动与闪变是电力系统中一种常见的电能质量问题。正确识别供电系统中的闪变源,有利于闪变责任划分,调节供、用电双方矛盾。为此,本文以电压波动与闪变形成原因为切入点,重点对基于波动潮流方向的定位法、基于电压电流间内在联系的定位法、基于波动强度的定位法和其他定位法进行深入讨论,并详细分析各种方法的原理和优缺点,提出了闪变源定位的关键问题。最后对闪变源定位方法做出总结,并对今后的研究方向提出建议。
复杂煤层赋存条件下螺旋滚筒力学行为研究

为研究复杂煤层赋存条件下螺旋滚筒的力学行为,基于Drucker-Prager屈服准则构建出煤岩材料的本构模型。通过对螺旋滚筒截割过程进行了数值模拟,得到了煤岩体的应力分布、截齿以及螺旋滚筒的受力变化规律。在0°~ 12°范围内,随着倾斜角的增加,截齿受力均值增大了30.9%。牵引速度增大使得与截齿接触的煤岩体所积聚的弹性能量和脆性增加,煤、岩体应力最大增幅分别为40.1%和9.3%;螺旋滚筒转速降低使得与截齿接触的煤岩体应力有所降低,煤、岩体应力最大降幅分别为27.0%和7.5%。牵引速度增大及螺旋滚筒转速的降低使得三向力中牵引阻力的增幅最大,其最大增幅为91.73%。螺旋滚筒载荷大小及波动随截割对象性质不同而出现明显的变化。
基于l_P范数的非凸低秩张量最小化

在低秩矩阵、张量最小化问题中,凸函数容易求得最优解,而非凸函数可以得到更低秩的局部解.文中基于非凸替换函数的低秩张量恢复问题,提出基于l_p范数的非凸张量模型.采用迭代加权核范数算法求解模型,实现低秩张量最小化.在合成数据和真实图像上的大量实验验证文中方法的恢复性能.
振动能量收集技术的研究现状与展望

气候变暖、海平面上升、冰川消融等自然环境变化对人类社会的发展构成巨大挑战,迫使人们加速绿色能源技术的开发。微纳米技术、机械与材料工程的迅速发展使得振动能量的收集与应用成为可能,其主要部分为通过电磁转换、静电转换、压电转换、磁致伸缩转换、磁电转换、摩擦纳米发电以及它们的复合形式将振动能量转化为电能。其中摩擦纳米发电是最新的研究热点之一。本文回顾了振动能量收集技术原理、材料、结构等方面的研究现状,重点综述了国内外学者的主要研究成果,详细阐述了多种收集方式的原理、特点和电学输出性能,总结了目前该技术存在的关乎耦合性能、频带、收集效率、集成性和寿命等有待进一步解决的关键问题,并由此展望振动能量收集技术的研究发展趋势,希望为集能设计研究领域的工作者提供有价值的参考。
桔梗提取物部位群镇咳祛痰活性与桔梗皂苷成分研究

目的:研究桔梗提取物不同极性部位的镇咳祛痰活性与桔梗皂苷成分,为基于桔梗的新药开发及质量控制与桔梗药材的标准修订进一步提供实验依据。方法:采用浓氨水喷雾致咳实验、小鼠气管酚红排泄实验,研究桔梗总提取物及其10%,30%,60%和95%乙醇-水部位的镇咳祛痰活性。应用UPLC-QTOF/MS及质谱成分数据库搜索方法鉴定桔梗总提取物及各部位中的桔梗皂苷成分。在此基础上进一步探讨桔梗总提取物及各部位的镇咳祛痰活性与桔梗皂苷成分的相关性。结果: 60%部位与桔梗总取物具有相似的镇咳祛痰效果和桔梗皂苷成分分布,其不同剂量组与桔梗总提取物的镇咳次数及祛痰等效率分别介于68.78%~ 82.78%与72.19%~ 86.86%之间,总提取物中各桔梗皂苷各成分在60%部位均有分布且得到了富集; 10%部位中仅发现2种微量桔梗皂苷成分,30%及95%极性部位含有一定数量的桔梗皂苷成分,但含量均相对较低,这3个部位仅在高剂量下具有一定的镇咳、祛痰活性( P < 0.05,P < 0.05,P < 0.05)。结论: 60%部位为桔梗镇咳祛痰主要活性部位,其镇咳祛痰活性与桔梗众多皂苷成分的组成、含量呈一定的正相关性。研究工作为基于桔梗的新药开发及质量控制与桔梗药材的标准修订提供了一定的实验依据。
声触诊组织成像量化技术、钼靶X线及两者联合诊断乳腺良恶性病灶

目的探讨声触诊组织成像量化(VTIQ)技术、钼靶X线及二者联合诊断乳腺良恶性病灶的价值。方法对99例患者(110个乳腺病灶)行术前VTIQ成像和钼靶X线检查,获得病灶的剪切波速度平均值(SWV_(mean)),并进行乳腺影像报告与数据系统(BI-RADS)分类。以病理结果为金标准,分别绘制SWV_(mean)、钼靶X线及二者联合诊断乳腺病灶良恶性的ROC曲线,评价其诊断效能。比较VTIQ技术、钼靶X线及二者联合诊断乳腺良恶性病灶的AUC的差异。结果乳腺良性病灶SWV_(mean)为(3.03±0.78)m/s,恶性为(5.61±2.11)m/s,差异有统计学意义(P<0.001)。SWV_(mean)诊断乳腺良恶性病灶的截断值为3.93 m/s,钼靶X线为BI-RADS 4B类。VTIQ技术、钼靶X线及二者联合诊断乳腺良恶性病灶的AUC分别为0.870、0.749和0.873,VTIQ技术与钼靶X线、二者联合与钼靶X线的AUC差异均有统计学意义(P=0.036、0.015),二者联合与VTIQ技术AUC差异无统计学意义(P=0.908)。结论VTIQ技术与钼靶X线联合诊断乳腺良恶性病灶具有较高价值。
CEUS评价不同血压状态下高血压伴低回声颈动脉斑块患者斑块内微血管灌注

目的采用半定量及定量CEUS评价不同血压状态下高血压伴低回声颈动脉斑块患者斑块内微血管灌注程度。方法对高血压伴低回声颈动脉斑块患者27例监测24 h动态血压,观察其24 h内血压最高值与最低值;比较两种血压状态下斑块增强程度分级及增强强度的差异,并分析收缩压、舒张压与增强强度的相关性。结果血压最高值与最低值时,低回声斑块增强程度分级差异无统计学意义(Z=0.36,P>0.05),斑块内增强强度差异有统计学意义(t=2.44,P=0.02)。斑块内增强强度与收缩压、舒张压均呈正相关。结论对高血压伴颈动脉斑块患者进行CEUS时,应考虑血压因素;不同血压状态下,低回声斑块增强强度不同。
技术融合的动态演化路径

技术融合已成为推动新兴产业涌现、助力产业结构升级的重要力量。采用技术领域融合力分析指数和社群聚类分析方法,对电子信息、汽车、装备制造产业技术融合的动态演化路径进行了对比分析。基于1985- 2014年三大产业200万专利数据的研究发现:三大产业的技术融合具有明显的“偏好链接”特征,形成少数具有超强架构型融合力和局域型融合力的技术领域;早期的技术融合表现为一系列分散式、小规模的多技术领域交叉渗透,但随后阶段则表现为明星技术领域社群的快速生长,以及它们之间的相互融合;电子信息产业相对于装备制造产业、汽车产业具有更强的偏态分布特征,催生相对少数具有核心地位的基础架构型技术领域和明星技术领域社群。
基于全极化的相参雷达迁飞昆虫观测

昆虫雷达是迁飞昆虫监测的重要工具。传统昆虫雷达是非相参体制,距离分辨率低,采用旋转极化方式,测量效率低。本文介绍了一种基于全极化的相参雷达系统,该系统工作在Ku频段,采用同时全极化体制,可同时测量目标HH、HV、VH、VV极化回波,采用调频步进频波形,合成信号带宽800 MHz,距离分辨率高达0.2 m。雷达采用单目标校准技术,利用金属球和倾斜的金属丝作为定标体进行极化校准;采用基于散射矩阵的昆虫朝向提取方法,从昆虫主特征值向量中提取朝向;采用基于相位调制的振翅频率提取方法,通过对目标振翅回波的相位进行傅里叶分析提取昆虫振翅频率。通过外场实验,验证了雷达极化校准的有效性以及测量昆虫朝向和振翅频率的能力。
ECMWF对不同天气形势下影响浙江台风的路径预报评估

对2012—2016年影响浙江台风进行天气形势场基本分型,依次是:(Ⅰ)东侧副高+浅槽型、(Ⅱ)副高+深槽\低涡型、(Ⅲ)带状副高型、(Ⅳ)副高西伸脊型、(Ⅴ)近海块状副高型、(Ⅵ)其他型。基于此对ECMWF台风路径预报进行评估,包括路径预报距离误差、移向误差和二者的分布特性。结果表明:(1)不同天气型的台风预报:24 h、48 h、72 h的平均距离误差为:57 km,105 km, 183 km,其随时效增长增大,以Ⅰ类、Ⅱ类预报效果最差,Ⅲ类和Ⅳ类效果较好,与此对应路径多为登陆浙闽交界或者登陆浙江后西行和登陆台湾二次登陆闽中或登陆闽中转向北上;移向误差绝对值看:24 h、48 h、72 h绝对移向误差分别为5.41°,4.85°,6.46°,从移向偏差看,24 h预报移向总体偏右概率大,而对Ⅰ类预报偏左概率大,Ⅲ类、Ⅳ类预报偏右概率大;Ⅳ、Ⅴ型偏离程度小,Ⅱ型偏离程度大,Ⅰ型、Ⅳ型、Ⅴ型偏离程度随时效增长变化较小,较为稳定,Ⅱ型和Ⅲ型较不稳定;(2)从两种误差的分布可知:影响浙江的台风24 h距离误差主要在100 km内,移向误差范围是-10°~10°;随预报时效增长,离散程度增强,说明移向误差随着距离误差的增大而增大。
手术床和C形臂X线数字化计量调整在胸腰椎骨质疏松性骨折经皮椎体成形术中的应用

目的:探讨手术床和C形臂X线数字化计量调整在胸腰椎骨质疏松性骨折经皮椎体成形术中的应用效果.方法:选取2015年2月至2017年2月收治的94例胸腰椎骨质疏松性骨折患者,按随机数字表法将患者分为对照组和观察组,每组47例.对照组根据经验调整C形臂X线和手术床,观察组在经皮椎体形成术中对手术床和C形臂X线进行数字化计量调整.记录两组患者的手术时间、透视次数、隐形失血量和骨水泥灌注量;采用视觉模拟评分 (visual analogue score,VAS)和Oswestry功能障碍指数(Oswestry Disability Index,ODI)观察两组患者的临床疗效;通过影像学资料分析两组患者手术前后的Cobb角、伤椎高度.结果:观察组手术时间、透视次数、隐形失血量均显著低于对照组(P<0.05),而两组每个骨水泥灌注量比较无统计学意义(P>0.05);观察组VAS评分、ODI指数显著低于对照组(P< 0.05);两组患者术前术后Cobb角、伤椎高度比较,差异无统计学意义(P>0.05);观察组发生骨水泥渗漏3例,尿路感染1例,肺部感染1例,褥疮2例,并发症发生率为14.89(7 / 47),对照组发生骨水泥渗漏8例,脊髓神经损伤2例,尿路感染1例,肺部感染3例,褥疮2例,并发症发生率为34.04(16 / 47),观察组并发症发生率显著低于对照组(P< 0.05).结论:手术床和C形臂X线数字化计量调整在胸腰椎骨质疏松性骨折经皮椎体成形术中能提高手术效果,促使患者快速恢复.
包头市达茂旗居民点空间分布变化及其影响因素分析

深刻把握居民点空间分布和变化规律及其与影响因素的关系,对居民点整治、优化布局及实施乡村振兴战略规划具有重要意义。以包头市达茂旗为例,综合土地利用、地名志、旗志等历史数据资料,采用核密度分析、重心迁移等空间分析方法,探索揭示居民点空间分布特征及演变规律,选取DEM、坡度、坡向、距水域距离及距道路距离、距城镇距离、民族文化、人口数量、政府政策因子,分析居民点空间分布与自然环境、社会经济影响因素的内在关系。研究表明:1)2012年达茂旗居民点分布集聚特征明显,达到集聚峰值1.416个/km~2。1996-2016年间达茂旗居民点分布重心向东南部迁移,逐渐靠近百灵庙镇。2)在DEM和坡度对居民点分布的影响上呈倒"U"型特征,即先增加到峰值后逐渐减少,DEM的峰值为1 400~1 600 m,坡度峰值为3.056°~5.446°。在坡向选择上逐渐倾向于南坡等阳坡,且比重逐年增大,但仍有部分居民点分布在阴坡。达茂旗居民点空间分布在距水域距离上并未呈现出明显的近水性,而在距水域7~10 km区间分布数量最多。3)道路距离上呈现出明显的近道路取向,2016年居民点分布在距道路距离为0~1 000 m内的个数占98.77%,表明道路与居民点之间具有相互影响、相互作用的关系。中心城镇对居民点的辐射影响仅局限一定范围内,居民点空间分布远离中心城镇。达茂旗农区和牧区的居民点个数与其人口数量相关性呈现不同特征,1996年、2016年牧区蒙古族人口数量与居民点个数呈显著正相关。蒙古族游牧文化促使居民点分布呈"满天星"的高度分散特征,政府政策对达茂旗居民点空间分布及格局具有重要影响。
采煤预塌陷区超前复垦适宜性评价及复垦方向划定

为有效指导矿区复垦规划设计与复垦工程施工,从表征地形地貌、区位条件、土壤条件和人文条件的4个方面选取10项指标构建了土地复垦适宜性评价体系,基于ArcGIS栅格分析功能,系统运用三角模糊层次分析法、灰色关联度法和改进的极限综合评价法,以赵固一矿为例,实现了对采煤塌陷地超前复垦适宜性评价,并在此基础上对各复垦方向进行等级划定。结果表明:1)将塌陷地按照宜耕、宜园、宜林3个复垦方向,分别划分为4个适宜等级:高度适宜、中度适宜、勉强适宜和不适宜。不同复垦方向对生态环境的适宜程度存在差别,主要表现为林地>园地>耕地;2)基于GIS将研究区划分为属性基本一致的102个评价单元,综合考虑适宜性评价结果及区域自然经济和基础设施条件,将研究区划分为4个复垦分区,10个分区等级:其中耕地适宜区面积1 296.09 hm~2,占总面积的62.95%,主要分布在中西部塌陷地轻中度损毁地带;园地适宜区面积为16.29 hm~2,占比0.79%,零星散布于轻中度损毁区;林地适宜区面积689.49 hm~2,占总面积的33.48%,主要分布于中东部塌陷地轻中度损毁地势起伏较大的区域;不适宜区面积57.15 hm²,占总面积的2.78%,主要集中分布在中部重度积水区北侧边缘区域。该文的评价方法兼顾了不同复垦方向评价指标的贡献度差异和评价者的主观模糊性,采用GIS技术减弱了人为干扰,使评价单元划分更加合理,较传统评价方法具有更好的适用性,评价结果更加科学、可靠。
基于系统动力学的东莞有机废弃物替代化肥潜力研究

综合考虑作物秸秆还田、禽畜养殖和农村生活有机废弃物排放这3个过程中所产生的养分资源以及农作物、果树生长需要吸纳的养分,构建系统动力学模型,探究东莞种养结合、有效利用有机废弃物养分从而替代化肥施用的潜力。结果表明,2025年农作物和果树养分的总需求量为4.613 6×10~3 t,作物秸秆、禽畜养殖和农村生活有机废弃物肥料蕴含的养分为0.430 6×10~3和4.514 3×10~3 t。若这些有机粪肥资源按存储发酵、沼气处理和堆肥加工这3种方式处理,则实际可提供的总养分依次为3.913 9×10~3,4.803 7×10~3和3.055 0×10~3 t。根据有机肥氮素替代50%化肥氮的原则来估算有机废弃物养分供应量,则有机粪肥资源所提供的氮、磷、钾养分均超出当地农作物和果树生长所需,需要外运粪肥以降低对环境的影响。考虑当地作物秸秆还田方式,即全部还田、部分还田和不还田(不还田的秸杆用于焚烧或作饲料),需要移出的养分比例分别为73.2%~74.1%,53.7%~60.0%和24.1%~33.5%。
层次分析法结合熵权法评估农村屋顶光伏系统电能质量

农村屋顶光伏项目的推进得到了国家政策的大力支持,但光伏的出力具有间歇性和波动性,接入电网后将会对配电网的电能质量造成影响,因此光伏接入后配网的电能质量也变得十分重要。判断矩阵的构造是电能质量评估的重要步骤,由于电能质量指标两两之间重要程度的判别是一个比较模糊的概念,因此各个专家对于指标间重要程度的判别必然会出现一些差异。文中利用D-S证据理论将多位专家对各项电能指标之间重要程度的不同判断意见融合起来,以此构成判断矩阵,避免了由于单个专家判断失误而造成评估结果不准确的风险。再使用熵权法与层次分析法相结合的方法来减小主观因素的干扰,并针对层次分析法以及熵权法存在的不足之处做出了改进。最后通过仿真试验表明,当电能质量综合评估中的三相不平衡指标和电压偏移指标剧烈变动时,采用文中所提出的方法可将这两项指标的权重从0.067和0.183提升到了0.164和0.192,最终的评估结果也从2.323提升到2.679,从权重系数上体现了二者的剧烈变化是对电能质量造成影响的主要因素,因此文中所提出的方法相比于传统的电能质量评估方法更加适用于电能质量指标波动情况较大的农村配电网系统。
基于小流域尺度的黔北喀斯特地区产流产沙特征

目前,中国西南喀斯特地区流域尺度产流产沙长期定位观测试验报道较少,且其相关机制的探讨不足。该文基于小流域尺度,分析典型喀斯特小流域产流产沙特征,定性、定量探讨喀斯特小流域产流产沙的主要影响因子。选取位于贵州北部的典型喀斯特小流域-遵义浒洋水小流域为研究区,采用小流域控制站定位观测法,在4年连续观测的基础上,分析浒洋水小流域月际、年际产流产沙特征,并重点分析了降雨对小流域产流产沙的影响。结果表明:受喀斯特地区特殊的"二元"侵蚀环境等因素影响,浒洋水小流域产流、产沙高峰不同期,产流高峰出现在10月,多年月均值为63.9万m~3,而产沙高峰为6月,116.21t。显著性检验则表明,浒洋水小流域月际产流无显著差异(P>0.05),但6月产沙则显著高于1、2、3及12月(P<0.05),其他月份间产沙无显著差异(P>0.05);受年度降雨的影响,2010-2013年,无论是产流还是产沙,2013年均显著高于其他年份(P<0.05)。研究期间,小流域多年平均输沙模数为215.32 t/(km~2·a),这一结果与贵州省公布的贵州喀斯特区土壤侵蚀模数279.47 t/(km~2·a)接近;该小流域降雨对产流产沙影响显著,降雨强度(I_(60))同产流产沙在0.05水平上显著相关,而降雨量同产流产沙则在0.01水平上显著相关。结果可为喀斯特地区的水土流失治理提供参考。
针孔管式小麦精准点播装置设计与吸种性能研究

精准点播可保证播种作业的播量、播深及株距的均匀度,增强个体发育,但因小麦种子具有籽粒小、种植密度大等特点,目前尚缺少小麦精准点播装备。针对这一问题,该文设计了一种基于气力吸附、定点打穴、精准投种的针孔管式小麦精准点播装置,并对其吸种性能进行研究。确定了该播种机构的工作原理及主要结构,通过理论计算,确定适宜株距为2.73 cm,针孔吸种管扰动距离为7.86 cm,应分3行排布。以吸种孔位置、吸种孔直径和吸种面形状为因素,以漏种指数、重种指数和单粒指数为指标进行正交试验,得出最优参数组合为:吸种孔位置为顶面,吸种孔直径为2 mm,吸种面形状为凸面;在此条件下,试验结果为漏种指数为4.1%,重种指数为7.3%,单粒指数为88.6%,满足设计要求。
不同水热条件对秸秆微波水热碳化产物组成和结构特性影响

为了解秸秆微波水热碳化过程中产物形成机制及其理化结构演变规律,该文采用控制变量法进行了单因素试验设计,研究了水热温度、停留时间、催化剂和原料种类对秸秆微波水热产物组成和结构特性的影响。结果表明,随着水热温度升高和停留时间延长,液相产物的pH值先降低后增加,最低值为3.13,电导率和PO_4~(3-)-P质量浓度先增加后下降,最大值分别为9.38 mS/cm和308 mg/L,NH_4~+-N质量浓度增加,260 ℃最大值为155 mg/L,而水热焦的产率、H/C和O/C下降,固定碳、C、高位热值增加。高温和长停留时间使水热焦生成较多纳米碳微球结构,且使其O-H键先增多后减少。高温和K_2CO_3使水热焦的芳香烃结构和C=O、C-O含氧官能团增强,而长停留时间使其先增强后减弱。高温和长停留时间使水热焦的比表面积、孔体积和孔径均先增加后降低,而K_2CO_3使水热焦的纳米碳微球和比表面积增加,最大比表面积为10.975 9 m~2/g。玉米秆、水稻秆和油菜秆水热焦的纳米碳微球结构最明显,棉花秆水热焦的比表面积和孔体积最大。
基于MCR模型的水网平原区乡村景观生态廊道构建

基于乡村文化复兴和生态保护的双重目标,将湿地、湖泊、河流等生态属性的景观成分与乡村文化资源,利用生态廊道与生态踏脚石进行连接,将生态景观与人文景观连接形成景观集合,具有生态保护和人文保护双重意义。该研究以长三角地区的浙江省嘉善县为研究区,以水域作为生态源,考虑生态廊道与文化景观的连接,采用形态学空间分析方法(morphological spatial pattern analysis,MSPA),考虑景观类型和人类建设干扰的影响,利用最小累积阻力模型(minimal cumulative resistance,MCR)构建生态廊道,加入文化遗迹等景观的连接点进行优化,进而构建综合考虑生态景观与文化景观的生态网络。结果表明:研究区12块核心区作为生态源地,重要廊道有20条,一般廊道有46条,主要分布在研究区西北部及东北部;优化后的生态网络增加了11条规划廊道,连接30个文化遗迹点与生态斑块,形成3个区域文化与生态景观小网络,规划后网络连接度有了明显改善。生态廊道构建与乡村人文景观的连接,为水网平原地区乡村生态景观建设与历史文化保护提供了新的思路。
农业信息化背景下光伏发电扶贫模式及效益提升机制研究

精准扶贫已进入攻坚克难的决胜时期,光伏扶贫作为精准扶贫工程之一,在解决脱贫问题中发挥重要作用。农业信息化是促进贫困地区实现农业现代化的重要手段,该文以国家级贫困县W县为例,结合光伏扶贫信息化建设,系统梳理近年来4种典型的光伏扶贫模式,对比分析各种模式的适用范围及其特点,设计光伏扶贫综合效益计算方法。运用层次分析法和模糊综合评价法设计基于光伏扶贫指标评价的收益分配方法,根据典型案例分析,验证所提方法的有效性。综合从5个视角5个层面构建光伏扶贫效益提升机制总体架构,旨在为中国贫困地区光伏扶贫工程提供技术与决策支撑。
膜下滴灌玉米番茄间作农田土壤水分分布特征模拟

间作种植和覆膜滴灌是实现高产和节水的重要技术,已被广泛应用,而掌握覆膜滴灌条件下间作种植农田土壤水分分布特征对于提高水分利用效率以及增产增收都具有重要意义。该文通过2 a田间试验设置高(T1)、中(T2)、低(T3)3个灌水定额处理,并通过HYDRUS2D模型模拟了间作滴灌农田不同位置土壤水分的差异性、水平水量交换以及土壤水分二维分布特征。结果表明:基于HYDRUS2D构建的间作种植滴灌农田土壤水分模型精度较高,平均相对误差为5.72%~8.14%,决定系数在0.85~0.90,均方根误差在0.017~0.023 cm~3/cm~3。对于3个灌水处理皆表现为0~40 cm土层含水率出现差异,且在0~20 cm土层含水率差异显著,2014年番茄侧和玉米侧土壤含水率在3个灌水处理下的平均土壤含水率分别较裸地高20.17%和17.83%,2015年为16.02%和12.99%。间作滴灌农田土壤水平水量交换强烈,生育期水流主要由作物侧流入裸地侧,其中对于3个灌水处理在番茄侧0~40 cm土层净流入裸地的平均水量是玉米侧的1.3倍,约为60 mm/a,并且0~40 cm土层由作物侧流入裸地的水量是>40~100 cm土层的2.5倍。二维土壤水分分布显示,滴灌湿润体与作物根系分布匹配性较好,灌水后1d湿润饱和区主要集中在0~30 cm土层,其中T1、T2、T3处理的饱和区面积分别为559.14,288.61和109.78 cm~2。灌水2 d后,低灌水处理(T3)存在较明显的水分亏缺,缺水区面积是充分灌溉(T1)的30倍。研究结果可为间作滴灌农田制定灌溉制度提供参考。
非圆齿轮-连杆组合传动式蔬菜钵苗移栽机构设计

针对现有的单行星架轮系机构无法实现取栽一体式蔬菜移栽机构所需的作业轨迹和姿态问题,该文基于曲柄摇杆机构的变速摆动和非圆齿轮的不等速传动特性相结合的思想,提出一种双行星架非圆齿轮与连杆机构组合传动的取栽一体式蔬菜钵苗移栽机构。该机构的副行星架相对主行星架作变速摆动,移栽臂相对副行星架作回转运动。采用三次非均匀B样条拟合非圆齿轮节曲线建立移栽机构运动学模型。结合西芹移栽株距220 mm、苗高100~150 mm和穴钵深度40 mm的移栽农艺要求,优选出一组适合西芹钵苗取栽一体作业的尖嘴形轨迹和姿态。轨迹取苗段长度33 mm,植苗点距离行星架壳体运动最低点距地面高度55 mm,取苗角23°,取苗过程变化角16°,推苗角65°,轨迹整体高度355 mm,动轨迹环口高度125 mm。通过对比分析仿真轨迹、试验轨迹与理论分析的轨迹基本一致,验证了移栽机构作业轨迹的正确性和设计方案的可行性,该研究可为实现兼顾轨迹高度、取苗深度和作业姿态的取栽一体式蔬菜钵苗移栽机构设计提供技术参考。
广西农民自主型细碎化耕地归并整治模式及效果评价

随着社会经济的发展,耕地细碎化越来越成为制约农业发展的瓶颈,该文根据广西龙州县弄农屯实地调研,探究破解耕地细碎化的路径——农民自主型“小块并大块”土地整治模式,以期对创新土地整治实践和乡村振兴战略实施提供借鉴。该文主要采用半结构化访谈法,模型定量法和案例研究法。研究结果:1)农民自主型“小块并大块”土地整治模式是农民“自下而上”开展权属调整并主导实施,政府“自上而下”按照相关农田建设标准进行经济补偿相结合的土地整治模式创新;2)该模式机理是,细碎化通过直接或间接影响土地、资本、技术、劳动等耕地利用系统要素,进而影响产量、成本和效率;通过“小块并大块”,改进的细碎化与高水平经济发展下耕地利用系统要素重新协调与适应,即 “小块并大块”通过调整地块空间位置而调整生产关系,促进了生产关系与生产力的重新协调适应;3)弄农屯农民自主型“小块并大块”土地整治模式,通过填平土沟和归并田埂增加耕地面积,通过地块归并显著减少地块数量,完善田间道路和农田水利设施,从而显著提高耕地利用效率和增加单位面积产量,促进农业结构调整以显著增加收益。研究结论:农民自主型“小块并大块”土地整治模式是农民“自下而上”与政府“自上而下”相结合的典型模式,能够显著降低耕地细碎化程度,促进细碎化与耕地利用系统要素优化与协调,是实现小农户和现代农业发展有机衔接的有效路径。
莲仁钻削去心过程力学特性及减损工艺参数优化

为降低莲仁在钻削去心过程中的加工损耗,找出去心工艺参数对莲仁崩碎的影响规律,该文对莲仁钻削去心过程进行了力学分析、切削过程摸拟、试验测试和工艺参数优化研究。1)对莲仁钻削去心时的受力状态进行了力学分析,建立了莲仁钻削加工的力学模型,分析了莲仁钻削崩碎的主要因素为压辊夹紧力、钻头直径、钻头转速、钻头进给量和莲仁含水率等;2)应用DEFORM 3D软件对莲仁钻削加工过程进行了切削仿真,获得了不同工艺参数条件下钻削轴向力变化曲线以及莲仁应变云图,得到了各工艺参数对莲仁崩碎的影响规律,并找出了莲仁剥落的薄弱位置;3)用Kistler测力仪对莲仁钻削去心过程进行了钻削力测试,得到了莲仁在钻削过程中轴向力-时间曲线,以及切削速度、进给量、钻头直径等工艺参数对钻削轴向力的影响曲线,测试结果与仿真结果基本一致;4)基于所设计的莲仁去心试验台,用单因素试验法测试了含水率、压辊夹紧力、钻头速度、钻头进给量及钻头直径等工艺参数对莲仁崩碎率的影响规律,并在单因素试验结果的基础上,用正交优化试验法获得最优参数组合为莲仁含水率7.78%、钻头直径2.2 mm、压辊夹紧力38 N、钻头进给速度20 mm/s、钻头转速3 000 r/min。研究结果可为莲仁钻削去心设备的设计提供参考。
驱动式碎土除草多功能马铃薯中耕机设计与试验

针对传统锄铲式中耕机在土壤黏重板结情况下碎土率和除草率低、培土效果不佳等问题,该文设计了集深松碎土、铲除杂草、侧深施肥、培土起垄等多功能于一体的驱动式马铃薯中耕机,并对机具关键部件进行设计与分析,确定了深松铲、碎土刀、培土器的结构以及工作参数,在设计分析的基础上进行田间试验,并与锄铲式中耕机进行对照试验。田间试验表明:本文所研制的驱动式中耕机碎土率为95.1%、除草率为96.3%、伤苗率为1.2%、土壤蓬松度达到21.5%、油耗为13.2 kg/hm~2,满足相关标准作业指标要求。对照试验表明:相较于传统锄铲式中耕机,驱动式马铃薯中耕机碎土率提高3.3个百分点、除草率提高3.1个百分点、伤苗率降低1.6个百分点、土壤蓬松度提高2.7个百分点、油耗降低28%,明显优于其作业效果,满足国家标准碎土率≥85%、伤苗率≤5%、除草率≥90%的要求。
基于自适应频率切片小波变换的滚动轴承故障诊断

频率切片小波变换(frequency slice wavelet transform, FSWT)在汲取短时傅里叶变换和小波变换优势的基础上引入了频率切片函数,使传统的傅里叶变换实现了时频分析功能。FSWT通过对比不同频带处理的结果以确定最合适的中心频率及最佳带宽,实现了对信号任意频带及局部特征的重构及描述,但这种方法效率很低、无自适应性且无法保证手动筛选出的频段中包含所需要的故障信息。针对这个问题,该文提出一种自适应频率切片小波变换(adaptive frequency slice wavelet transform, AFSWT)。首先,连续分割信号的频谱,频谱分割覆盖了全频带且避免了手动选取频谱边界的过程,均分的方式可提高计算效率。其次,引入谱负熵作为评价依据,计算每一个频段内信号的复杂程度以筛选可能包含周期性冲击的循环平稳信息。最后,选取其中谱负熵最大的频段并将其定义为最佳的中心频率和带宽,重构该频段信号分量并包络解调分析,实现故障诊断。该方法均匀分割频谱并依据谱负熵筛选信号分量可以提高计算效率且提高筛选准确率。通过模拟信号及实验信号证明了该方法可应用于滚动轴承圈故障诊断。
沼液微生物燃料电池的产电及有机物降解特性研究

为了使发酵沼液得到减量化、无害化处理及能源化利用,该研究构建了以玉米秸秆发酵沼液为阳极底物的双室微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)。通过对比不同浓度沼液MFC产电特性、化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)去除率及库伦效率等探究MFC对玉米秸秆沼液的降解效果及其能量回收效率。结果表明,玉米秸秆沼液MFC能够正常启动,并且能够长时间运行产生电流。当初始COD质量浓度为(3618.6±55.6)mg/L时,其最大功率密度为203.4 mW/m~2,COD去除率可达63%;并随着沼液中有机物浓度降低,MFC运行稳定性下降,最大输出功率密度成线性降低。通过对原料及阳极溶液和阳极生物膜菌群结构分析可知,以玉米秸秆发酵沼液为阳极底物的MFC菌群结构合理, MFC可以利用沼液中的水解细菌分解阳极溶液中的纤维素等大分子物质,主要以Clostridia、Flavobacteria和Bacteroidia菌纲为主;同时阳极生物膜可以富集接种物中的产电细菌,分解小分子有机物产生电能,2类微生物可以互利共生,避免了沼液MFC的高浓度抑制。该研究表明,MFC可以降解较高浓度沼液废水,并产生电能,该研究可为发酵沼液的处理与利用提供参考。
基于三维重建技术的坡面细沟侵蚀演变过程研究

作为黄土高原地区沟头溯源侵蚀和水流汇集发源地的梁峁坡面,在强降雨下其产流产沙对沟缘线以下坡面及沟道侵蚀有着重大影响。该研究根据野外实地考查构建5°~35°变坡段实体模型,进行6场间歇性人工模拟降雨试验,并借助基于三维重建技术的PhotoScan软件获取坡面DEM,将其侵蚀演化过程进行图形化、数字化,定性定量揭示其侵蚀形态演变特征。研究表明:1)梁峁坡面细沟侵蚀历经4个阶段:面蚀阶段,即产生一系列呈串珠状分布的侵蚀跌坑,宽度5~9 cm,深度1~4 cm;细沟形成阶段,由面蚀所产生的微小跌坑在径流作用下长、宽、深均不断增大,最大分别达到266、7.6、13.8 cm;细沟网形成阶段,细沟出现分叉及联通,有明显流路;小切沟形成阶段,伴随沟壁崩塌、沟壁加宽和沟底下切,最大沟长及最大沟深较细沟形成时增大3倍以上。2)对比次降雨过程基于三维建模所计算侵蚀量与实测侵蚀量,第1场降雨试验因地表疏松颗粒较多导致实测侵蚀量比建模计算侵蚀量大而引起较大偏差(20.82%),其他场次偏差均在10%左右或以下,总体来说,该技术可以较好地应用于侵蚀发育过程的研究。该研究实现侵蚀演变关键过程图形化、数字化,有助于人们定性、定量了解和认识梁峁坡面侵蚀过程,且对于创新侵蚀过程研究方法亦具有实践指导价值。
黄淮海地区冬小麦种植北界时空演变及未来趋势分析

为探索黄淮海地区冬小麦种植北界的变化规律,该文基于黄淮海及周边地区94个气象站1961—2017年逐日气象数据和代表性浓度路径(representative concentration pathways,RCPs)RCP4.5、RCP8.5情景下2011—2100年逐日温度数据,采用5个气候指标对黄淮海地区冬小麦种植北界进行分析。主要结论如下:1961—1970年黄淮海地区冬小麦种植北界主要分布于天津—河北霸州—保定—石家庄—邢台—山西临汾一线;1971—1980年,该线在河北境内北移约65 km,在山西境内北移约40 km;与1971—1980年相比,1981—1990年北界变化较小,仅在河北唐山附近略南移,山西运城附近略北移;与1981—1990年相比,1991—2000年北界变化较大,尤以山西地区为最,将原本的正弦线趋势压缩为平滑抛物线趋势,临汾附近南移,阳城附近北移;相较于1991—2000年,2001—2010年北界略北移;相较于2001—2010年, 2011—2017年北界呈南移现象。未来RCP4.5情景下,2011—2040年冬小麦种植北界主要分布在河北乐亭—唐山—北京—河北保定—石家庄—邢台—山西榆社—临汾一线;2041—2070年该线在河北境内北移至秦皇岛,山西境内北移至介休;与2041—2070年相比,2071—2100年北界在河北境内趋于稳定,在山西境内北移至太原北部。RCP8.5情景下,冬小麦种植北界变化较大:2011—2040年北界位于河北秦皇岛—唐山—北京—河北保定—石家庄—山西临汾一线;2041—2070年,该线在河北境内北移至遵化、青龙附近,在山西境内北移至兴县、太原附近;2071—2100年,北界北移至河北承德—丰宁—张家口—怀来—保定—山西原平—五寨—河曲一带。此外,与RCP8.5相比,RCP4.5情景下黄淮海地区冬小麦种植北界变化趋势较小。该研究可为黄淮海地区冬小麦种植敏感性地带适应气候变化提供理论依据和技术支撑。
除氮生物反应器净化农田排水的研究及应用潜力分析

农田排水氮素输出是造成水环境污染的重要原因。近年来涌现的生物反应器除氮技术通过在排水末端增设固体碳源装置,将农田排水部分或全部导入后,使其中的硝态氮通过反硝化反应得到去除。该文回顾了国际上现有生物反应器净化农田排水的研究进展,并分析了农田生物反应器在中国南方湿润区应用的潜力。现有研究结果表明,除氮生物反应器可以有效净化排水水质,平均每年可降低23%~98%的氮素负荷;是一种占地面积少且水质净化效率高的农田控污措施。生物反应器的除氮效果与农田排水过程密切相关,并受到介质特性、入流、出流条件以及环境因子等的影响。中国南方平原作物生长及排水过程相对集中,气象等环境条件非常适于生物反应器的反硝化反应。如何因地制宜确定反应器安装位置与设计尺寸,筛选填料介质,并通过对排水过程的调控来优化生物反应器的除氮效果是需要进一步研究的问题。生物反应器系统后期管理与内部反应动态监测是保证系统正常运行的重要手段。利用生物反应器来净化农田排水具有良好的应用前景,该文可为推动生物反应器在中国的应用研究以及排水污染治理提供理论依据与技术支撑。