摘要:为实现玉米免耕精播作业质量实时监控，设计了基于反射式红外光电感应的播种机排种监测系统。以红外发射二极管、光电二极管为信号发射、接收端的监测探头，并通过对监测盲区评估计算，优化了探头结构及安装参数。为提高监测系统对多尘作业环境的适应性，设计了以旋转式透明防尘罩为核心的自清洁除尘装置，可保护探头免受尘土侵蚀。开发了集种粒信号拾取、车速采集、防尘电机控制和报警显示等功能的硬件电路，研究了以落种时差为关键参数的测算方法，实现对播种量、重播、漏播等性能指标的判定。播种监测系统台架试验结果表明，系统对播种总量、漏播量、重播量的监测精度分别为98.5%、95.1%、85.6%；模拟灰尘粘附工况，系统对播种总量监测精度达98.1%，具备良好的抗尘效果。该系统满足免耕精量播种机排种质量实时监测要求，有助于提升机具作业性能。

摘要:针对现有中小农户大棚蔬菜穴盘栽培手工播种生产率低、劳动强度大等问题，以及国外大型播种机不适合我国中小规模种植经营户需求的现状，设计了一种应用于大棚栽培的穴盘自动化便携式播种机。该播种机一端可折叠，折叠后尺寸为500mm×500mm×750mm，携带方便；播种机采用多功能集成化设计，将传统的穴盘打孔、播种集成于一体，通过激光传感器检测穴盘凹口位置，准确地实现了穴盘基质的自动打孔和播种。经油菜种子和黄瓜种子试验表明，当孔径处于0.6~1.2mm时，选择真空度为8kPa，吸附效果较好；若选用0.6mm孔径气吸吸头，当油菜种子气吸真空度超过6.2kPa，以及黄瓜种子真空度超过8.3kPa时，吸附成功率达到90%以上。经正交试验，发现油菜种子和黄瓜种子在孔径为0.6mm，真空度为10kPa时吸附效果最好。与手工播种相比，播种机播种效率是手工播种效率12.9倍，较好地实现了蔬菜种子的穴盘播种。

摘要:淹没条件下喷嘴出口存在外界静压，引射管的截面和入流压力对环空射流过程中的吸气性能和能量耗散都有显著的影响。为能更好地对淹没条件下环空射流喷嘴进行调控，采用数值模拟与试验验证的方法分析了不同截面比和入流压力对喷头吸气量和气液比的影响，并从流场、能量耗散以及涡流强度3方面对这些影响进行了研究。结果表明：低截面比下，随着入流压力的提高，吸气量和气液比都随之提高；高截面比下，随着入流压力的提高，吸气量提高而气液比则先增加后降低，这种工况下气液比存在最大值。随着截面比的提高，吸气量增加而气液比则降低；不同入流压力下低截面比对气液比存在高可控性；不同截面比下高引射流入流压力对气液比存在高可控性。相同的湍动能增量下，不同截面比的湍流耗散率的增量远大于不同入流压力的湍流耗散率增量，能量耗散更大。这些特性与不同入流压力时引射流与槽内水压差以及不同截面时引射流对喷嘴的封闭作用有关。

摘要:为了深入研究轴流泵叶顶区云状空化非定常脱落过程，应用二次开发技术将基于密度修正的RNG k-ε湍流模型的滤波器模型(Density correction method filter based model, DCMFBM))嵌入商业软件ANSYS CFX中进行数值模拟，并将模拟的结果与高速摄影试验作对比。数值模拟结果表明，DCMFBM模型能够成功地预测叶顶区云状空化尾缘空穴的周期性脱落过程，与试验值吻合较好。随着叶片的转动，脱落的空穴向相邻叶片的压力面运动，运动过程中的破裂消失不仅影响了相邻叶片压力面载荷分布，同时会影响自身叶片吸力面载荷分布；由于轮毂与叶片的相互作用，形成了从轮毂到轮缘的径向射流，径向射流在运动到靠近叶顶区时，会冲击叶顶区空穴表面，造成叶顶区空穴的脱落，同时径向射流最终被叶顶泄漏涡吸收。

摘要:为了探讨在导叶出口剩余环量影响下轴伸式出水流道的水力性能，对不同水力模型及不同叶片安放角下的后置轴伸式泵装置采用全结构化网格进行了数值模拟计算，并与实验结果对比验证模拟结果的可信度。对轴伸式出水流道的水力性能进行了分析，发现轴伸出水流道内部流态受导叶出口剩余环量的影响较大，尤其是对小流量工况。水力损失系数不再是某一常数，而是受流态分布相关的一变量。通过对比不同叶片安放角及不同比转数叶轮的出水流道进口断面平均涡角与水力损失系数关系发现，轴伸式出水流道的水力损失系数与进口断面的平均涡角存在一最优值，本次模拟计算下2副叶轮的最优平均涡角4°~5.3°下的水力损失系数为1.62×10-4m·s/L。通过分析静压与总压沿流线方向的变化趋势明确了小流量工况下环量是引起水力损失的原因，而在大流量工况下流量是引起水力损失的主要原因。

摘要:基于两相流颗粒轨道模型和Tabakoff磨损模型，对某型号单吸泵进行数值模拟得到不同泥沙条件和不同入口条件下颗粒运动轨迹和磨损规律。不同泥沙条件共设定7组方案，即颗粒质量分数为10%时，颗粒粒径分别为0.01、0.05、0.1、0.5mm，以及颗粒粒径为0.5mm时，颗粒入口质量分数分别为2%、5%、8%、10%。结果表明，离心泵叶轮的磨损主要分布在叶片工作面和后盖板；粒径增大，颗粒向叶片工作面进口边的运动速度增加，形成点状的冲击式磨损；粒径减小时，在叶片工作面靠近出口边处逐渐形成条状的擦伤式磨损；颗粒质量分数对磨损率影响十分显著，而对磨损形态和位置没有影响；颗粒在入口分布的均匀度越大，叶轮内磨损形态的分散程度及磨损位置的轴对称性越明显。

摘要:设计了针对泵腔和平衡腔的液体压力测试装置，采用同一块压力传感器测量不同测点压力的方法，对不同直径平衡孔前、后泵腔和平衡腔的液体压力进行了测试及分析。试验发现，对这种前后密封环直径相同的叶轮，在密封环正常时密封环以上的前、后泵腔液体压力分布是不同的,且后泵腔液体压力普遍较前泵腔液体压力高。基于有、无液体泄漏泵腔液体压力曲线的分析，引入了泵腔液体压力损失系数，提出了设计工况有液体泄漏泵腔液体压力计算公式及其压力损失系数的具体确定方法。并用2台离心泵泵腔液体压力测试结果，验证了设计工况有液体泄漏泵腔液体压力计算公式具有较高的可信度。比较分析了设计工况平衡腔液体压力的理论计算结果和试验结果，验证了设计工况平衡腔液体压力数学模型能准确地预测出平衡腔液体压力，并从控制平衡腔液体泄漏量减少其液体压力及轴向力的角度，提出试验泵的平衡孔直径在6~8mm较为合适。

摘要:从国内外沟蚀概念对比、沟蚀发生临界模型、沟蚀过程影响因素、沟蚀预报模型、沟蚀研究方法与技术等方面综合评述了近60年国内外沟蚀过程研究进展。提出了今后需要加强研究的重点领域，包括：沟蚀监测方法的标准化和规范化研究；沟蚀过程中沟溯源侵蚀、沟壁崩塌和沟底下切过程的定量表达；浅沟和切沟侵蚀的泥沙搬运能力量化及泥沙输移连续方程；包含浅沟侵蚀的坡面侵蚀预报模型和包含沟蚀的流域侵蚀预报模型；沟蚀防治技术研究。

摘要:在常温常压下，利用空气介质阻挡放电形成低温等离子体，使游离态氮、氧化合形成氮氧化物，再通过吸收装置实现大气固氮，辅助农业氮肥生产。在前期研究放电时间、频率、电压峰峰值对固氮效率影响的基础上，以介质材料、介质厚度、放电间隙、电压峰峰值为试验因素展开进一步研究，并采用氮氧化物气体质量浓度为检测指标，以排除吸收系统误差。正交试验结果表明，介质材料对氮氧化物气体质量浓度影响最大；石英材料、介质厚度5mm、放电间隙2mm、电压峰峰值30kV为试验最优水平。在试验最优水平下，放电持续5min，氮氧化物气体质量浓度可达1004.20mg/m，产出/能耗比为2.21g/(kW·h)。

摘要:基于颗粒动力学理论的欧拉-拉格朗日固液多相湍流模型，针对灌水器迷宫流道内水沙运动进行了CFD-DEM耦合数值模拟研究，分析了迷宫流道内流体流场、单个沙粒的轨迹线、速度和沙粒群的运动规律、分布特性等。结果表明：沙粒在流道深度中心面附近分布较多，靠近边壁较少，随着流道深度减小，流道内沙粒的体积浓度成倍上升。流道深度越小，流道深度（Z方向上）水流运动速度越小，随着沙粒Z方向上运动速度增大，沙粒群穿过中心面次数越多，撞击边壁的次数越多，流道深度0.6mm的撞击边壁次数是1.4mm的7.01倍，边壁撞击次数的增加使沙粒高频率改变原有运动方向，增加了沙粒之间，沙粒与壁面之间的碰撞，该运动情况降低了沙粒运动速度，减少了动能，不利于沙粒通过迷宫流道，增加了堵塞几率。该方法可分析大量沙粒个体和群体运动，以及群体分布情况，从微观角度了解迷宫流道内沙粒运动，是迷宫流道结构设计的有效手段之一。

摘要:为实现番茄的优质生产及水资源高效利用，探求不同生育阶段土壤含水率与番茄果实维生素C含量之间的关系。以番茄苗期、始花结果期、果实生长初期、膨大期和品质形成期5个阶段的土壤含水率为试验因素，每个因素设5个水平，采取五元二次通用旋转组合设计，进行盆栽试验。建立维生素C含量与不同阶段土壤含水率的数学模型，分析因子主效应、单因子效应及两因素的耦合效应，并对模型模拟寻优。结果表明，品质形成期土壤含水率对番茄果实维生素C含量的影响最大，苗期次之，始花结果期最小。控制其它阶段土壤水分为（70%~80%）θf时，果实维生素C含量随苗期、始花结果期土壤含水率变化不大（变异系数分别为2.46%、3.08%）；随果实生长初期、膨大期和品质形成期土壤含水率呈抛物线变化，且影响程度依次增大(变异系数分别为5.79%、8.09%、17.25%)，且这3个阶段土壤含水率分别为（67.79%~77.79%）θf、（65.58%~75.58%）θf、（68.86%~78.86%）θf时，维生素C含量有最大值，分别为24.10、24.21、24.10mg/（100g）。耦合效应表明，苗期与始花结果期和果实生长初期、始花结果期与膨大期、膨大期与品质形成期土壤含水率对番茄果实维生素C含量的交互作用均呈正效应；苗期与膨大期和品质形成期、始花结果期与果实生长初期和品质形成期、果实生长初期与膨大期和品质形成期土壤含水率间的交互作用均呈负效应。在5个阶段土壤含水率分别为（50%~60%）θf、（90%~100%）θf、（50%~60%）θf、（80%~90%）θf、（70%~80%）θf 时，番茄果实维生素C含量达最高30.10mg/（100g），但不利于产量的形成。当5个阶段土壤含水率分别为（90%~99.9%）θf、（90%~99.8%）θf、（90%~99.6%）θf、（74.0%~81.8%）θf、（74.3%~82.5%）θf时，可以同时获得较高的番茄单株产量（996.75~1037.99g）和维生素C含量（25.40~26.02mg/(100g)）。

摘要:为探讨间接地下滴灌及导水装置埋深（灌溉深度）对南疆极端干旱区矮化密植红枣根系生长分布特征及产量、水分利用率的影响，试验设间接地下滴灌（ISDI）3个导水装置埋深水平，分别为20、27、35cm，以地表滴灌（DI）为对照，共4个处理，经过2~4a的田间试验后，采用环状壕沟分层挖掘法对以枣树树干为中心，半径为1m的90°扇形区域内0~100cm土层进行根系取样。结果表明，相对于DI，ISDI下各根系分布较均匀，生长方向基本向下延伸；ISDI显著增加了根径小于5mm根系根长密度，细根（根径小于2mm）是DI的3倍，但减少了根径大于5mm根系根长密度，相对增加了20~40cm土层根系根长占总根长的比率；垂直方向上随着灌溉深度的增加表层根系根长密度相对减少，深层相对增加；水平方向上各处理根系根长密度基本呈现随着与树干水平距离的增加而减小的趋势，但在0~20cm土层减小的幅度较大，在20~40cm土层其减小的幅度较小；随着灌溉技术由DI到ISDI及灌溉深度的增加，细根分布基本呈现出由“宽浅型”向“深根型”发展的趋势。相对DI，ISDI具有较好的节水增产效果，提高产量及灌溉水生产率最大达20%。建议幼龄期南疆密植枣树的导水装置埋深为27~35cm。研究为极端干旱区枣树适宜灌溉技术的选择及其技术要素的制定提供依据。

摘要:利用自制小型蒸渗仪系统在江苏省昆山市试验研究基地测定了2015年水稻生育期稻田蒸散量和土壤蒸发量，分析了节水灌溉稻田蒸散量、水稻蒸腾量和土壤蒸发量在水稻生育各期的日变化规律和稻季逐日变化趋势及分配特征，分别讨论了不同时间尺度上蒸腾量和蒸发量与净辐射（Rn）、叶面积指数（LAI）、饱和水汽压差（D）、空气温度（Ta）、风速（V）和表层土壤含水率（W）的相关关系。结果表明，节水灌溉稻田蒸散量（ET）与水稻蒸腾量（T）均呈明显的倒“U”型单峰变化趋势，变化规律也基本保持一致。土壤蒸发量（E）在水稻生育前期也呈倒“U”型单峰变化，之后没有明显的日变化特征。夜间蒸腾量正负波动，水汽凝结对蒸渗仪的测量产生了不可忽视的影响。水稻生育期的T与ET逐日变化趋势及波动状况也都基本一致，总体上为先增加后减小，高峰期出现在分蘖后期。以分蘖后期为界，之前稻田蒸散以蒸发为主，之后以蒸腾为主。从水稻移栽到乳熟，E/ET从接近1逐渐减小至0.19，黄熟期略有增加。在小时和日时间尺度上，影响节水灌溉稻田蒸腾量与蒸发量的主要因素不完全相同，影响程度也不相同。Rn和LAI分别是小时和日尺度上水稻蒸腾量最主要的影响因素，而LAI和D则分别是两尺度上土壤蒸发量最主要的影响因素。在所有因素中，LAI对两时间尺度蒸腾量和蒸发量均有显著影响（α<0.001）。尺度差异的分析对田间水分管理及水转化研究都有重要的现实意义。

摘要:运用坡面径流冲刷试验，结合土壤侵蚀过程WEPP模型，研究了黄土丘陵区赖草和紫花苜蓿生长季土壤细沟可蚀性的季节变化特征及其影响因素。结果表明，赖草地的土壤细沟可蚀性在整个生长季呈现出先升高后降低再升高的不明显的季节变化趋势（p＞0.05），紫花苜蓿地土壤细沟可蚀性在整个生长季呈现出先降低后趋于稳定再降低的明显的季节变化趋势（p＜0.05）。赖草地和紫花苜蓿地土壤细沟可蚀性生长季的变化主要受到土壤硬化过程、水稳性团聚体（大于0.25mm）和草地根系生长的影响。赖草和紫花苜蓿地的土壤细沟可蚀性随着土壤粘结力、容重、水稳性团聚体和草地根系密度的增加呈指数函数形式降低。利用土壤容重和根系密度可以很好地模拟赖草地和紫花苜蓿地土壤细沟可蚀性的季节变化（R≥0.86，NSE≥0.85）。为黄土高原地区植被恢复过程中的水土保持效益分析及措施优化配置提供理论基础和数据支撑。

摘要:不同降雨-径流格局下的土壤侵蚀响应是土壤侵蚀规律研究中的基本关系之一，以黄土丘陵沟壑区典型小流域岔巴沟的一级支沟蛇家沟为例，分析了不同洪水类型驱动下的小流域侵蚀输沙过程。以蛇家沟水文站1961—1969年记录的45次洪水事件为数据基础，选取洪水历时、次洪水径流深和洪峰流量作为洪水径流过程的特征指标，运用K均值聚类和判别分析相结合的方法，将全部洪水事件划分为3种类型。其中，A型洪水具有短历时、小径流、低变率和中洪峰的特点，是最为普遍的类型。B型洪水具有中历时、中径流、中变率和小洪峰的特点，发生频率居中。C型洪水具有长历时、大径流、高变率、大洪峰的特点，发生频率最低。洪水历时是决定洪水类型的主要因素。不同洪水类型下的输沙模数、平均含沙量及最大含沙量由大到小依次分别为：C、B、A；C、A、B；C、A、B；但其差异并不显著（P＞0.1）。蛇家沟小流域的水沙关系趋于稳定，径流含沙量的变化可用流量的对数函数进行描述。在径流量保持一致的情况下，不同洪水类型驱动下的输沙模数相对大小（A∶B∶C）为1∶0.93∶1.22。当洪水历时延长1.7倍时，其增沙作用达到极大值，输沙模数最大增幅为22%。研究结果可为流域洪水类型划分、全面科学评估径流调控及利用的水土保持效益提供有益参考。

摘要:为揭示黄土丘陵区退耕还林土壤固碳过程及其变化机制，采用物理分组法探讨了安塞纸坊沟退耕15~45a刺槐与柠条林地土壤砂粒、粉粒、黏粒截存有机碳的效应与速率。结果表明，对比坡耕地，两种退耕林地土壤颗粒结合碳含量均随退耕年限延长显著增加，并且表层0~10cm土壤增幅最高，10~60cm各土层增幅基本接近。退耕15~45a期间，刺槐与柠条林0~20cm土层均以粉粒碳密度增速最高，分别达0.21、0.11Mg/(hm·a)，砂粒碳和黏粒碳增速相近，平均分别为0.13、0.06Mg/(hm·a)。同样的变化发生在0~60cm土层，但各颗粒碳密度增速为0~20cm土层的1.6~2.5倍。按此增速到退耕45a时柠条林地砂粒碳、粉粒碳、黏粒碳相比坡耕地分别增大了2.6、1.1、0.8倍，刺槐林地则分别增大了8.3、2.2、2.8倍，并且对总有机碳累积贡献的平均比率为：砂粒碳(23%)等于黏粒碳(26%)且均小于粉粒碳(51%)。此外碳库管理指数比碳库活度与土壤总有机碳库变化有更显著的线性相关性。综上分析，该区域退耕刺槐林比柠条林土壤有更强的固碳效应，两种林地均以粉粒碳为主要固碳组分，以砂粒碳周转速率最快。

摘要:在北京郊区开展了3a（2008—2010年）的田间试验，在前茬蔬菜3种施肥处理（CK，不施肥；N1，施N 380kg/hm；N2，施N 260kg/hm）的基础上，在夏季休闲期分别在N1和N2处理上增设了甜玉米种植处理，即N1C和N2C，以探讨填闲作物种植对京郊设施菜地夏季敞棚期氮素淋失的阻控作用。利用田间系统观测数据对土壤-作物系统水氮管理模型WHCNS进行了校验，并对设施菜地夏季休闲期土壤水氮平衡及氮素淋洗进行了模拟分析。结果表明，休闲处理的水分消耗项主要是蒸发和渗漏，而填闲处理的水分消耗项主要是蒸腾和渗漏，各处理水分渗漏量由大到小依次为：CK、N1、N2、N1C、N2C，甜玉米的种植提高了土壤水分的上行通量，减少了近42%的水分渗漏量。休闲处理的水分平衡均值为正，而填闲处理的水分平衡为负，说明甜玉米的种植消耗了土体储存的水分。硝态氮淋洗量由大到小依次为：N1、N2、CK、N1C、N2C，填闲处理的氮素淋洗量范围为1.3~50.9kg/hm，远低于施肥处理的59.2~273.6kg/hm，甚至低于不施肥处理的38.6~151.6kg/hm，N1C和N2C处理的氮素淋洗量分别比N1和N2处理降低80%和85%。因此，在夏季选择深根系的甜玉米作为填闲作物，对硝态氮的淋洗有明显的阻控作用，是降低土壤硝态氮淋失风险最直接有效的措施之一。

摘要:选取20°北京典型褐土坡面径流小区为试验对象，基于野外人工模拟降雨试验和有无雨滴打击作用对坡面侵蚀的影响，研究了坡面土壤团粒组成及其变化特征，揭示了坡面侵蚀过程中泥沙团粒的分离和输移规律。试验处理包括3种代表性降雨强度（35、65、100mm/h）和3种植被盖度（0%、30%、80%）。结果表明，消除雨滴打击作用后，坡面侵蚀特征变化明显，坡面含沙量和土壤分离率分别减少25.91%~31.15%和35.10%~41.20%，坡面侵蚀泥沙团粒中值粒径均小于雨滴击溅坡面。通过侵蚀泥沙有效粒径分布和最终粒径分布的比值（E/U）分析泥沙团粒的粒径分选特征，发现产流初始阶段粗砂、细砂、细粉粒和粘粒多以团聚体形式存在，而粗粉砂以初级粒子形式存在；随着降雨历时延长，侵蚀泥沙各粒级的分离程度增加，泥沙颗粒逐步分解为初级粒子。坡面侵蚀泥沙分离规律表明，泥沙团粒结构变化与坡面水动力学特征密切相关，土壤团聚体分形维数（D）与时间（T）呈幂函数关系。坡面产流前雨滴击溅对土壤分离有重要作用，其对土壤分离贡献率为28.09%，而无雨滴打击坡面土壤团聚体分形维数增量是有雨滴打击增量的48.43%。在该区坡地泥沙颗粒输移过程中，稳定性较差的砂粒被分解为细小颗粒，粗粉砂多以初级粒子形式存在，对坡面侵蚀泥沙颗粒分离过程具有重要影响，而粘粒在侵蚀坡面则逐渐富集。

摘要:坡面细沟侵蚀速率和水动力学参数在坡面细沟发育过程中存在明显的时空变化。基于间歇性人工模拟降雨和三维激光扫描技术提取的高精度DEM，分析了黄土坡面细沟发育不同主导过程中细沟侵蚀和水动力学参数的时空分布规律。结果表明，细沟侵蚀速率和总侵蚀速率的最大值出现在以细沟沟底下切侵蚀为主的细沟发育活跃期，最小值出现在以沟头溯源侵蚀为主的细沟发育初期。细沟侵蚀速率与总侵蚀速率随降雨历时的变化皆呈先上升后趋于稳定，并在一定范围内波动的变化趋势，且总侵蚀速率早于细沟侵蚀速率达到稳定。细沟侵蚀量随单位斜坡长呈先上升后下降的抛物线形式分布，细沟侵蚀速率的最大值出现在坡面中下部。90mm/h降雨强度下径流剪切力、径流功率和单位径流功率分别是60mm/h降雨强度下的1.3、1.1、1.4倍。细沟间水流和细沟流的水动力学参数随降雨历时的增加呈不同的变化趋势。两种降雨强度下，径流剪切力、径流功率和单位径流功率随单位坡长的分布均呈波动上升趋势。单宽细沟侵蚀量与水动力学参数之间呈线性正相关关系，细沟发育初期坡面侵蚀发生的临界径流剪切力、临界径流功率和临界单位径流功率最大。

摘要:通过计算标准化降水指数和标准化降水蒸散指数且借助Mann-Kendall检验分析陕北吴起县1957—2014年的降水和气温，并与研究区土壤含水率进行回归分析，旨在明确陕北吴起县气候特征及其与土壤含水率的关系。结果表明：① 1957—2014年吴起县降水年际差异明显且季节变化趋势不同，平均以11.17mm/(10a)的幅度减少；四季气温均显著或极显著升高，年均气温以0.01℃/(10a)的幅度升高。降水和气温的变化均具突变现象，突变开始年份分别为1972年前后及1991年。②两指数均能较准确反映陕北吴起县气候特征，1957—2014年间吴起县干湿年交替出现，主要湿润期出现在20世纪60年代。干旱年和湿润年的年份相当，均远少于正常年份，但吴起县仍处于变干旱的趋势中，且干旱程度加重。③研究区6—10月份各坡向坡面0～1m深度土壤含水率与月尺度的两指数均有很高的相关性，存在二次函数关系。

摘要:针对内蒙古四子王旗农牧交错区的荒漠化草地，用移动式风蚀风洞及相关配套设备对20%盖度退化草地、40%盖度带状柠条修复草地和60%盖度冰草修复草地进行原位测试，研究它们的近地表风沙运动规律，探索柠条带状配置修复和冰草喷播修复草地土壤抗风蚀的作用机理和防护效果，从而为农牧交错区荒漠化草地的风蚀防治提供技术依据。研究结果表明，在同一风速下，草地的粗糙度由大到小依次为柠条修复草地、冰草修复草地和退化草地，其中，柠条修复草地的粗糙度平均值为2.46cm，分别是冰草修复草地和退化草地平均粗糙度的1.95和2.76倍；随着距地表高度的降低，3种草地风速均呈现减小趋势，当风洞中心风速为9m/s时，柠条修复草地、冰草修复草地和退化草地地表在8cm处的风速较之64cm处的风速分别降低82.23%、66.67%和61.11%。冰草修复草地与退化草地的输沙率曲线都是随高度增加呈指数函数形式单调递减，冰草修复草地的曲线衰减更快，而柠条修复草地的输沙率最小，其输沙率在距地表约柠条带顶部的30cm处出现极大值，在柠条带顶部以上的输沙率才会按指数规律递减。因此，带状配置柠条修复草地对风沙流的阻碍和改变作用差异显著，在低覆盖度下仍达到较好的抗风蚀效果。

摘要:基于次降雨水文过程，确定了影响土壤平均入渗率（im）的多个因子；借助野外人工径流场观测资料，研究im与多个因子间定量关系，构建im估算模型。im与坡度之间呈二次抛物线关系，随坡度增加呈先升后降的变化趋势。im随坡长、降雨强度的增加均呈线性增加规律，随次降雨量增加呈指数增加趋势，随土壤颗粒分形维数增加呈线性降低规律。im与地表植被盖度、前期土壤含水率之间均存在双曲函数关系，随二者递增分别呈逐渐增加和降低规律。基于上述7个函数关系，采用多元非线性回归法建立估算im的回归模型，模型约72%的数据点相对误差不超过10%。采用上述7个因子作为输入参数，建立预测im的BP神经网络模型；通过灰色关联度分析法确定了模型最优训练算法为Levenberg-Marquardt、隐含层神经元结点最优个数为15；模型约81%的数据点相对误差不超过10%。

摘要:基于CSM-CERES-Wheat模型中Priestley-Taylor （PT）和FAO56 Penman-Monteith （PM）2种蒸发蒸腾量估算方法分别模拟了冬小麦2011—2012年和2012—2013年2个生长季的累积蒸发蒸腾量、日蒸发蒸腾量、土壤含水率、地上干物质以及籽粒产量，并对2种方法的模拟结果进行了评价和比较。对2种方法模拟的蒸发蒸腾量值与试验区域内大型称量式蒸渗仪的实测结果进行了比较，结果表明，基于PT和PM方法的CERES-Wheat模型均可以准确地模拟干旱-半干旱地区冬小麦的蒸发蒸腾量，累积蒸发蒸腾量和日蒸发蒸腾量的误差分别小于5.4%和3.4%。同时，模型还可以模拟土壤水分动态情况，在0~20cm土层，CERES-Wheat模型的模拟值与实测值的标准化均方根误差(RRMSEn)为39.38%，模拟结果较差，但20cm土层以下，2种方法的模拟值与实测值的RRMSEn均小于23.1%，且对40~60cm土层的模拟结果最好。CERES-Wheat模型基于PT和PM方法对冬小麦在2011—2012年和2012—2013年生长季地上生物量的模拟值与实测值的RRMSEn分别为13.57%和22.76%，产量的RRMSEn分别为11.80%和15.42%，模拟结果均较好。另外，CSM-CERES-Wheat模型基于PT方法模拟的蒸发蒸腾量小于基于PM方法的模拟值，而PT方法对土壤含水率的模拟结果高于PM方法的模拟结果，且PT方法对地上生物量以及产量的模拟结果高于PM方法，用2种方法模拟的成熟期地上生物量及产量的RRMSEn值均在25%以内。总之，CSM-CERES-Wheat模型采用2种方法对蒸发蒸腾量、土壤含水率及干物质和产量的模拟结果均较好，表明该模型在我国干旱-半干旱地区的应用性较好，可为该地区不同水分条件下冬小麦的生长情况提供理论支持。

摘要:为探讨鸡粪与化肥不同比例配施对芸豆/玉米轮作土壤有机碳氧化稳定性及碳库管理指数的影响，通过2009—2014年大田试验，研究了N100(尿素提供100%的氮)、M10N90(鸡粪和尿素分别提供10%和90%的氮)、M30N70(鸡粪和尿素分别提供30%和70%的氮)和M50N50(鸡粪和尿素各提供50%的氮)等不同施肥处理对芸豆/玉米轮作土壤有机碳(TOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)含量及有机碳氧化稳定性与碳库管理指数(CPMI)的影响。结果表明，M10N90、M30N70和M50N50处理的TOC含量分别比N100处理提高5.21%、12.74%和19.87%；M30N70处理的MBC、ROC含量和CPMI均最高，并显著高于其他处理，其中ROC含量分别较N100、M10N90和M50N50处理提高54.03%、16.50%和10.43%，CPMI分别提高75.10、30.75和27.94；但M30N70处理的有机碳氧化稳定系数显著低于其他处理，并较N100处理下降35.95%。此外，该处理能显著提高芸豆产量，明显改善品质，且影响效果明显优于其他处理。相关性分析表明，芸豆产量、维生素C含量与MBC、ROC、有机碳氧化稳定系数和CPMI之间有极显著或显著的相关性，各指标间具有紧密的内在联系。综合分析认为，在芸豆/玉米轮作种植中配施鸡粪措施有利于提高土壤质量，增强土壤供肥性能，并促进芸豆的高产优质生长，其中鸡粪氮与尿素氮以3∶7比例搭配的作用效果最佳。

摘要:为探明生物炭对草甸黑土物理性质及雨后水分动态变化的影响，在大豆全生育期生长条件下，研究了东北黑土区草甸黑土5种生物炭添加量(0、25、50、75、100t/hm)下土壤物理性质（包括：土壤水分特征曲线、土壤含水率常数、土壤水分扩散率）和单次降雨土壤含水率变化特征，分析了生物炭对黑土区草甸黑土耕层土壤持水能力及雨后水分动态变化的影响。结果表明，施用生物炭能降低土壤残余含水率，增加土壤饱和含水率和田间持水量，其中对残余含水率的影响最显著，100t/hm生物炭处理使残余含水率最多降低27.6%；施用生物炭能明显降低土壤水分扩散率，随生物炭添加量的增加依次比对照组减少34.8%、37.5%、71.4%和58.9%；在单次降雨过程中，施用生物炭能减小土壤含水率的变化幅度，使土壤含水率在降雨之后更快地由迅速下降期进入缓慢下降期，并能明显提高缓慢下降期对应的土壤含水率；施用生物炭可以提高大豆产量，以75t/hm生物炭处理最高。研究结果可为黑土区农业水土资源高效利用与保护提供理论依据。

摘要:为了促进氨氮吹脱回收工艺处理厌氧消化液的工程化应用，针对投碱量较大、吹脱时易产生泡沫和能耗较高等问题，设计了一套厌氧消化液氨氮吹脱回收整体处理工艺装置。该整体处理装置由高效预处理单元、pH值调节单元及氨氮吹脱与回收单元3个功能单元组成，采用了低耗逆流循环吹脱方法。完成设计后在京郊沼气站进行了中试装置示范搭建，并于2015年8月—11月中旬进行了现场中试试验和工艺优化。结果表明，投加22g/L生石灰时厌氧消化液pH值可达到运行要求值（10.5以上），并且在水温和气液比分别为（30.7±2.5）℃和960时，氨氮去除率可达（55.8±2.2）%。研究发现虽然投加石灰干粉具有简便性，但是利用率较低，采用投加石灰浆的方法可以有效避免投加干粉的缺陷，可减少7.5g/L的投加量。同时研究发现不同厂商生石灰中有效氧化钙的含量差别较大，提升厌氧消化液pH值的性能存在较大差异，并分析得出了不同温度下的建议投碱量。该整体处理装置在常温和低气液比（0～1000）条件下达到了相对稳定的氨氮脱除效率，具有较好的应用推广前景。

摘要:在一个2段式生物质热解气化装置上考察了钙基催化吸收剂对玉米秸秆制氢特性的影响，结果表明：CaO添加可原位吸收气化过程中生成的CO2，强化制氢过程向生成更多H2的方向移动。当热解气化温度为650℃、S/B为2、CaO/C摩尔比为1时，产气中H2体积分数从28.7%上升至56.2%，H2产率则从64.3mL/g上升至195.8mL/g，而CO2体积分数由21.5%下降至1.1%。而且，CaO的CO2吸收强化性能与气化温度密切相关，在600~700℃范围内，玉米秸秆热解气化可获得很高的H2体积分数和较高的H2产率。以CaO吸收剂为载体进一步引入NiO活性组分，可降低产气中小分子碳氢气体，提高产气中的H2体积分数和产率。在NiO负载量为10%时，产气中H2体积分数可达63.7%，而H2产率对比添加CaO时则接近翻倍，达到了341.3mL/g。

摘要:针对目前连续式炭化设备的热解温度场难以梯级调控，不能满足多种热解温度工艺试验要求，采用分段式加热技术，设计了5段独立热解炭化炉，并结合连续式输送原理，集成生物炭循环水冷技术、热解气二次催化裂解技术和油气二级冷凝分离技术等，研发了连续式分段热解炭化设备。以粉碎的玉米秸秆为原料开展了热解炭化试验，结果表明，本炭化设备实现了连续炭化和分段加热，当5段炉温设为550℃、600℃、600℃、600℃、550℃时，生物炭得率29.97%，低位热值26.21MJ/kg，固定碳含量55.63%，热解后的油气能较好地实现分离，达到了设计要求，实现了生物质的分段控温加热和连续热解。

摘要:针对过热蒸汽瞬时压降膨化动力不明晰、膨化程度调控困难的问题，建立了片状物料膨化动力通用数学模型，表明膨化的能量源自于物料内部过热液体闪急蒸发做功和过热蒸汽瞬时释放做功2部分。由于不同含水率的待膨化样品孔隙率不同，而且膨化前过蒸汽加热过程中热交换所产生的冷凝水质量也不同，从而膨化前样品的孔隙率产生了不同的变化。因此，膨化度与物料的含水率、孔隙度有关，也与过热蒸汽的状态有关。以青苹果片为试验材料，结果表明待膨化样品的孔隙率随着含水率的增大而明显减小。采用温度和压力分别为430～470K和0.1～0.5MPa、过热蒸汽膨化含水率为15%～35%的青苹果片，运用建立的膨化动力模型可有效地预测和评价膨化条件与膨化度的关系（R＞0.89）。增大蒸汽压力，对冷凝水的影响不大，可增大过热液体和过热蒸汽做功，对提升膨化动力和膨化效果最明显；升高过热蒸汽温度仅能提高过热液体做功，但显著增大的冷凝水量使得过热蒸汽做功减小，对提高膨化动力及膨化效果不明显；增加物料的含水率明显地增大过热液体做功，但是由于冷凝水量明显增加而降低了过热蒸汽做功，总体上表现为较大程度增大了膨化动力和膨化度。

摘要:研究了以辛烯基琥珀酸酯化淀粉为乳化剂、由超声波技术制备的姜油纳米乳液的微观结构、流变性、抑菌特性及贮藏稳定性。透射电子显微镜图像显示，姜油纳米乳液的制备改善了姜油乳液的微观结构。稳态扫描结果表明，姜油纳米乳液呈典型的剪切变稀流变行为，具有牛顿流体特征，频率扫描结果表明其具有粘弹性。纳米包埋体系对姜油的抗菌能力没有显著影响, PG Purity Gum 2000（PG）和Hi-Cap 100（HC）姜油纳米乳液均有较好的抑菌能力。在4、25、55℃贮藏28d后，姜油纳米乳液物理稳定性良好，姜辣素的保留率在80%以上，5种主要挥发性风味物质中的α姜黄烯和α姜烯变化不显著。PG姜油纳米乳液贮藏稳定性优于HC姜油纳米乳液。

摘要:通过热重（TG）及微商热重（DTG）法研究了6种常见植物油的热氧化特性，分析了不同温控程序对质量变化曲线的影响，通过微商热重曲线确定了不同升温速率下的氧化起始温度（Ton）和氧化峰值温度（Tp），结合Ozawa-Flynn-Wall等转化率法对油脂的氧化动力学特性进行推导，并对油脂热氧化特性与其甘油三酯组成与分布的相关性进行了分析。研究结果表明：随着升温速率的增加，Ton和Tp均随之升高且Tp变化更为敏感；植物油的热力学特性与其甘三酯组成间具有不同程度的相关性，其中，Ton及Ton处活化能与高饱和度甘三酯呈正相关而与高不饱和度甘三酯呈负相关，Tp及Tp处活化能与各组分间具有相似的关系但相关性略有减弱，具体相关性与甘油骨架上脂肪酸链的种类有关。热重分析法所需样品微量、操作快捷、灵敏度高，在油脂加工及质量检测领域具有广阔的应用前景。

摘要:为了了解不同类型蛋白质及其添加量对生鲜牛乳介电特性的影响规律，为牛乳蛋白质掺假提供新的检测手段，采用同轴探头技术测量了20~4500MHz范围内乳清蛋白、大豆蛋白和三聚氰胺的蛋白质添加量（0～4.70%）对生鲜牛乳相对介电常数ε′和介质损耗因数ε″的影响规律，分析了不同类型蛋白质及其添加量对介电特性的影响机理。结果表明：在所测频率范围内，牛乳的ε′随频率的增加而减小，牛乳的ε″在2000MHz附近有最小值；当蛋白质添加量相同时，添加大豆蛋白的牛乳具有最大的ε′，而添加三聚氰胺的牛乳具有最小的ε′；添加乳清和大豆蛋白的牛乳的ε′和ε″均随蛋白质添加量的增加呈线性增大，但添加三聚氰胺的牛乳的ε′和ε″与蛋白质添加量之间的相关性不明显。研究说明，不同类型的蛋白质及其添加量对牛乳介电特性的影响规律不同，这种差异使基于介电特性识别牛乳中不同类型的蛋白质及其添加量成为可能。

摘要:慕萨莱思是极富传统维吾尔族民族特色的饮品，酿酒酵母与乳酸菌的共存广泛存在于其自然发酵过程中。采用5种乳酸菌分离培养基分别从2个慕萨莱思样品中分离乳酸菌，并采用微量板半定量法对其生物膜形成能力进行检测，再将其与5株分离自慕萨莱思的酿酒酵母进行混菌培养，探索酿酒酵母对乳酸菌生物膜形成能力的影响，然后模拟慕萨莱思自然发酵检测混菌生物膜对酿酒酵母乙醇发酵的影响。结果表明：共从2个慕萨莱思样品中分离获得21株疑似乳酸菌，其中2株为生物膜形成强阳性菌株，经鉴定分别为植物乳杆菌（T1-8）和戊糖片球菌（M1-6）；混菌培养后，酿酒酵母A对T1-8生物膜的形成有极显著促进作用（p＜0.01），酿酒酵母B和D对T1-8生物膜的形成有显著促进作用（p＜0.05）；混菌组合A+T1-8、B+T1-8、C+T1-8、D+T1-8、B+M1-6、C+M1-6及D+M1-6组能将相应的酿酒酵母乙醇产量提高近2倍或以上。

摘要:为实现苹果叶片叶绿素含量的高光谱反演，分析了多种光谱参数与实测SPAD值的相关性，并将归一化光谱参数值及SPAD值进行多项式回归及支持向量回归。其中以归一化植被指数为变量的SVR（Support vector regression）反演模型在建模及模型检验中决定系数分别为0.7410、0.8914，均方根误差分别为0.1332、0.1256，具有较高的精度及良好的预测能力。与多项式回归相比，SVR具有更好的反演效果，可以作为叶绿素高光谱反演的优选算法。

摘要:玉米器官三维模板资源库的构建能够为数字玉米技术体系的建立提供信息完整、具有高真实感的玉米器官三维模型。首先，对玉米植株进行结构单元划分，然后，通过分析玉米各器官的形态结构特征，从三维数据获取方式的角度制定玉米主要器官三维数据获取规范，按该规范开展玉米主要器官三维数据获取工作，并基于所获取的实测数据进行器官几何模型构建，最后，以所构建的玉米器官几何模型为内容，以品种、器官和生育时期等作为关键字构建玉米器官三维模板资源库。资源库包含了具有农学参数的多品种、多生育时期玉米器官几何模型，其构建将有利于数字玉米在玉米行业的各方面发挥作用，也为其他植物的三维模板资源库构建提供了参考。

摘要:为提高森林地上生物量估测精度，从建模因子和建模方法出发，提出了一种综合考虑影像纹理特征、地形特征、光谱特征的粒子群优化最小二乘支持向量机生物量估测方法。以松山自然保护区为研究区域，以资源三号遥感卫星数据为数据源，配合194块调查样地实测数据、森林资源二类调查数据、数字高程模型数据，通过分析46个特征变量与森林地上生物量间的Pearson相关性，进行特征变量优化提取，建立PSO-LSSVM模型并在Matlab 2014a上编程实现。以决定系数R 和均方根误差RMSE为指标，对比分析了PSO-LSSVM和多元线性回归地上生物量模型精度。研究结果表明：PSO-LSSVM模型在针叶林、阔叶林、灌木林3种类型中预测决定系数分别为0.867、0.853、0.842，比多元线性回归模型分别提高了23.15%、19.13%、14.40%。PSO-LSSVM地上生物量模型具有良好的自学能力和自适应能力，它取代了传统的遍历优化方法，在全局优化及收敛速度方面具有较大优势，预测精度较高。

摘要:为了了解陕西关中地区2000—2013年耕地复种的时空变化特征，以250m 16d最大值合成的MODIS NDVI影像为数据源，使用Savitzky-Golay迭代滤波技术重构了农作物NDVI曲线，应用二次差分法结合作物物候历，提取了14a的复种指数。结果表明：关中地区复种指数空间上以西安市区为中心呈辐射状递减，一年两熟制耕地主要分布于海拔600m以下的渭河阶地，其他地区主要实行一年一熟制；2000—2013年总体呈下降趋势，从2000年的156.4%下降到2013年的130%，在2005年前后，降幅分别为2%和15.7%，城镇化进程和经济型农业的推进是影响复种指数下降的主要因素；与统计资料相比，地市级尺度上平均相对误差为0.3%~15.1%。像元尺度上验证精度达到93.7%，研究结果能够为区域农业决策提供可靠的数据基础。

摘要:针对循环水养殖游泳型鱼类过程中的高效投喂难题进行了研究，以罗非鱼为实验对象，提出了一种基于改进动能模型的鱼群摄食活动强度评估方法。该方法避免了鱼群目标的前景提取和对鱼群内个体的跟踪，直接以由鱼群摄食活动引起的水面反光区域变化特征为关键因素进行分析。首先，在HSV色彩空间下对水面反光区域进行分割、提取；其次，利用Lucas-Kanade光流、统计学方法以及信息熵对反光区域变化的不规律程度进行计算和分析；最后，结合反光区域的变化幅度信息实现对鱼群摄食活动强度的评估。通过实验结果对比分析可知，所提方法在单轮多次饱食投喂（间隔时间（40±2）s）下针对不同肠胃饱满指数（20.35±10、150.61±10）的罗非鱼均能较好地描述鱼群摄食活动强度。

摘要:为探索一种节能高效的日光温室热环境调控模式，以鞍II型日光温室为原型制作试验温室模型并设计了相配套的日光温室根区热环境相变调控系统，包括相变集热单元、潜热储存与交换单元、根温调节单元、循环泵组和循环管路5部分，并制定出系统热性能测试方案。通过对比试验，研究系统在单路循环模式下运行对日光温室模型室内空气、栽培基质不同深度温度的调节效果，以及对温室模型中紫叶生菜幼苗生长指标的影响。结果表明，冬季运行条件下，系统可以有效蓄积太阳辐射热，实现日光温室的高效能量收集和热环境调控，减少室内空气温度波动，提高基质根区温度。典型晴天天气测试时，试验温室20cm深度处基质平均温度均高于对照温室。此外，与对照温室相比较，试验温室中生菜幼苗的株高、茎粗、单株叶面积、最大叶宽可分别提高13.4%、11.9%、79.1%、35.3%，表明试验温室内热环境更利于紫叶生菜幼苗的生长。

摘要:为了回收悬架的振动能量，提出了一种弹簧-减振器-直线电机并联的混合式悬架结构。针对直线电机馈能过程存在的死区现象，设计了DC/DC升压电路，以传统被动悬架耗散的能量为基准，得到了同一行驶工况下馈能效率的显式表达，同时，为兼顾系统动力学性能，研究了减振器阻尼对馈能性能和隔振性能的影响规律，并通过折中设计确定了减振器最优阻尼系数，建立了混合馈能悬架动力学模型，进行了其隔振性能和馈能性能的对比仿真分析。结果表明，混合馈能悬架可有效协调车辆馈能性和隔振性。最后，在仿真的基础上，进行了混合馈能悬架的试验研究，试验结果与仿真结果基本吻合，验证了仿真结果的正确性。

摘要:以善于沙地奔跑的鸵鸟的二趾足为仿生原型，利用工程仿生学原理，设计一种高通过性的仿生越沙鼓形轮面车轮。以与火星壤近似的松软沙土为试验材料，利用车轮-土壤土槽测试系统，以轮辙、挂钩牵引力和沉陷量为试验指标，对仿生鼓形轮面车轮和普通轮面车轮的通过性能进行了对比分析。结果表明，当滑转率超过0.85时，普通鼓形轮面比仿生鼓形轮面轮辙的堆积现象明显，并且出现明显打滑空转现象。在相同试验条件下，当滑转率小于0.42时，普通鼓形轮面车轮的挂钩牵引力稍大于仿生鼓形轮面车轮，当滑转率大于0.42时，仿生鼓形轮面车轮的挂钩牵引力明显大于普通鼓形轮面车轮。仿生鼓形轮面车轮和普通鼓形轮面车轮的最大挂钩牵引力分别为11.6N和2.6N。滑转率对于普通鼓形轮面车轮的沉陷量影响较小，沉陷量基本保持在约35mm，而随着滑转率的增大，仿生鼓形轮面车轮沉陷量呈现缓慢增大趋势。

摘要:采用复合水平集和流体体积法并综合考虑传热及接触热阻的作用建立了液滴碰撞倾斜壁面的数值模型，并验证了模型的可靠性。通过分析计算，获得了柴油液滴撞壁动力学形态的变化规律，揭示了液滴撞壁流动破碎机理，探索了液滴前、后铺展系数和铺展速度、总铺展系数以及壁面平均热流密度的碰撞速度效应规律。研究表明：液滴碰撞倾斜壁面射流和飞溅特征仅出现在前铺展边缘，且射流存在颈部破碎和根部破碎；液滴前铺展边缘射流区域内压力梯度是射流形成、发展及其颈部、根部断裂的主要原因；毛细波的作用是射流颈部和根部破碎的关键因素；碰撞速度越大，液滴的前、后铺展系数和铺展速度、总铺展系数以及壁面平均热流密度均越大；随着碰撞速度的增加，液滴撞壁特性的碰撞速度效应逐渐减小。

摘要:云制造是一种智能化制造新模式，知识是支撑云制造服务系统运行的核心。但对知识云及其服务能力、影响因素和评估方法的研究尚不够深入。在建立知识云能力整体特征评估体系基础上，提出了一种基于云推理的量化评估方法。通过对知识能力评估指标的云化处理，采用知识能力云的期望和超熵对服务效能满意度进行定量评价，并构建了知识能力服务效能评估云推理发生器，实现通过知识能力变化云描述服务满意度的变化情况，为最大限度保障云制造系统知识资源与知识能力共享和按需使用提供智能化支持。实验表明，该方法较好地实现了知识云能力的最大效能服务过程，对云制造环境下知识云能力服务效能综合评估进行了有益的探索。

摘要:提出了一种电控线性转板式流量调节阀（阀门通径DN50），阀芯开口采用专门设计的形状以实现开度与流量的线性关系，驱动系统采用减速步进电机以保证阀门开度的精度和重复性。采用面积割补法推导了阀芯曲线方程，设计了特殊的平面旋转密封结构，并采用数值模拟和实验验证相结合的方法进行了验证。理论计算和实验结果均表明设计的阀门线性相关系数大于0.99，不同开度的重复性实验表明，不同开度流量重复性优于0.26%，验证了该结构阀门的性能。

摘要:基于阻尼结构各层形变位移关系，推导了结构振动微分方程。构建了以阻尼比最大化为优化目标，阻尼材料用量为约束，阻尼单元状态为设计变量的拓扑优化数学模型。为寻找结构优化迭代方向，推导了模态阻尼比灵敏度。建立阻尼单元增删准则，利用独立网格滤波技术进行滤波处理，采用双向渐进优化算法对阻尼结构进行了拓扑优化。按常规渐进法优化后，1阶、3阶阻尼比增幅分别为54.51%、36.21%，而按双向渐进优化所得相应阶次的模态阻尼比增幅则分别达76.69%、58.36%，且可有效改善阻尼结构优化后的棋盘格现象。为验证双向渐进优化算法拓扑优化结果，对阻尼结构进行谐响应分析与仿真，结果表明：采用双向渐进法优化时，结构特定阶次响应幅值更低，减振效果更佳。

摘要:以R141b制冷剂为基液，Al2O3为纳米颗粒，采用两步法制备了质量分数分别为0.2%、0.5%和0.8%的Al2O3-R141b纳米制冷剂，并进行了纳米制冷剂及R141b纯制冷剂在水力直径为1.33mm的矩形微通道内流动沸腾传热实验。实验工况范围：饱和压力为176kPa，入口过冷度为6~12℃，体积流量为20~50L/h，热流密度为11.1~26.6kW/m。实验结果与7个纯工质传热模型、2个纳米制冷剂传热模型进行比较评价。结果发现，在本实验研究范围内，纯工质传热模型不适用于纳米制冷剂传热系数的预测；Peng-Ding纳米制冷剂传热模型与Kim-Mudawar纯工质传热模型组合对纳米制冷剂传热系数的预测值最接近实验值，平均绝对误差为17.22%，且能较好地反映纳米颗粒对流动沸腾传热影响的规律；结合实验数据对Peng-Ding模型的纳米影响因子（纳米制冷剂与纯制冷剂的传热系数之比）关联式进行修正，新关联式具有较好的预测效果，平均绝对误差为15.2%，且与Bertsch模型的组合能较好地预测微通道内纳米制冷剂传热系数，平均绝对误差降为16.4%。

摘要:研究随机不确定扰动诱发的平面三杆双足机器人动力学行为，并对其进行优化。在实现理想情形下平面三杆双足机器人稳定行走的基础上，建立了随机不确定扰动下双足机器人的运动学模型、混杂动力学模型，研究了具有HZD反馈控制的机器人在随机不确定扰动下的动力学行为；针对随机不确定扰动，提出了一种BPNN-HZD反馈控制方法，采用该方法对平面三杆双足机器人进行控制，优化其动力学行为。仿真实验结果表明：当平面三杆双足机器人不能以足够大的力度补偿随机不确定扰动影响时，机器人会逐渐出现发散的动力学行为；BPNN-HZD反馈控制方法能够显著减弱随机不确定扰动对机器人动力学行为的影响，从而有效避免机器人的发散动力学行为。

摘要:基于方位特征集理论（POC），设计并研究了一种三平移一转动（3T1R）并联机构。首先，应用方位特征集方法，综合了一批满足功能要求的并联机构；然后，综合考虑实际应用要求，从中优选出一种具有开发潜力的并联机构，分析结果表明：该机构具有全对称性、可折叠性及承载能力强、工作空间大等特点；最后结合实例给出了优选机构的位置正、逆解方程及其求解算法，结果表明：其位置逆解方程可解析求解，且最多存在16组解；而正解方程不能解析求解，且最多存在8组解。

摘要:根据基于方位特征集和序单开链单元的并联机构拓扑结构设计理论，提出了一种基于基本回路过约束特性的无过约束并联机构设计方法。首先，分析动平台方位特征集、支链方位特征集以及基本回路独立位移方程数三者之间的关系，确定了少自由度无过约束并联机构构型的存在条件，给出了无过约束并联机构构型综合的方法和步骤。然后，按照支链类型及其对动平台提供的约束不同，将无过约束并联机构构型分为3类，表明通过不同类型的支链组合可得到不同性能的无过约束并联机构新构型。最后，通过典型实例总结无过约束并联构型的支链组成及其装配规律。

摘要:含方位特征支链的并联机构是一类特殊结构的刚度好、承载大的少自由度并联机构。首先，提出了含方位特征支链并联机构的构型组成原理，简化了该类机构的方位特征方程、自由度、耦合度等拓扑特征的计算公式，以及拓扑结构综合步骤；其次，根据方位特征方程，综合了2~5自由度方位特征支链以及无约束主动支链的拓扑结构型式，以4自由度并联机构为例，给出了该类机构结构综合的原则和方法。再次，根据方位特征支链中的驱动副数目（0、1、2）对机构进行分类，并给出具体结构设计案例。最后，针对部分机构存在的力学性能不好的问题，提出了支链结构优化和对称性结构优化2种拓扑结构优化方法及其相应案例。本文工作为含方位特征支链并联机构的拓扑结构综合提供了较系统的理论基础和设计方法。

摘要:采用基于方位特征(POC)和有序单开链（SOC）的并联机构拓扑结构设计理论与方法，对Omni-Wrist III、PS+PRS+PSS、3-RRR球面、2-SPS+1-RPR，以及实现Schoenflies运动的3种3T1R机构（H4、4-R∥R∥R⊥R∥R、X4改进型）等7种具有较好实用价值的典型并联机构进行了拓扑结构具体分析，给出了它们的POC集、自由度、耦合度3个主要拓扑结构特征，这些特征反映了这些机构拓扑结构、运动学及动力学的基本性能，为其拓扑结构优化、运动学与动力学研究，以及设计和应用提供了理论基础；揭示了一些有利于并联机构设计和应用参考的共性规律。

摘要:将Burmester理论从平面及球面拓展到一般空间领域，给出了空间RCCC机构的一种综合方法。一般情况下，综合RCCC机构最多能给定连杆的3个位置。而4C机构的四位置综合可以得到无穷多解，因此可先建立4C机构无穷多解的解域，再在解域中找到主动杆与机架间C副无滑动位移的点作为R副，从而得到RC连架杆，最终获得RCCC机构。具体方法为：首先根据给定的4个位置的姿态角求解出满足要求的解曲线，并根据解曲线建立球面4R机构解域。其次在球面4R机构解域上选取一点作为RCCC机构运动副轴线方向的矢量，再与给定的4个位置的空间坐标结合求解出满足要求的解直线，进而根据解直线建立空间4C机构的解域。最后在空间4C机构的解域图中找到通过4个位置时主动杆与机架间C副无滑动位移的点作为R副，构成满足要求的空间RCCC机构。本文最后通过给出的数值示例证明了该方法的正确性和有效性。

摘要:为开展月壤采样试验，设计了一种可以实现姿态调整的3自由度并联机构，根据机构运动特点，采用修正的K-G(Kutzbach-Grübler)公式计算机构的自由度，利用封闭矢量法求解该机构位置逆解，并建立机构速度、加速度和可操作度性能评价指标。提出一种基于速度性能与可操作度性能为目标，采用多目标遗传算法优化机构结构参数，对优化后的结构参数进行分析，得到该机构工作空间、速度性能、奇异性和可操作度性能。研究表明：动平台姿态α、β在-0.35～0.35rad时，机构速度性能最好；可操作度性能指标均在[4,5]区间范围内，不会产生奇异位形，有较好的可操作性能，验证该机构能够满足月壤采样试验功能要求，对开展月壤采样试验验证具有一定的实用价值。