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Optimal design of vegetation in residential district with numerical simulation and field experiment 被引量:5
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作者 洪波 林波荣 +1 位作者 王冰 李树华 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2012年第3期688-695,共8页
Vegetation plays a key role in improving wind environment of residential districts,and is helpful for creating a comfortable and beautiful living environment.The optimal design of vegetation for wind environment impro... Vegetation plays a key role in improving wind environment of residential districts,and is helpful for creating a comfortable and beautiful living environment.The optimal design of vegetation for wind environment improvement in winter was investigated by carrying out field experiments in Heqingyuan residential area in Beijing,and after that,numerical simulation with SPOTE(simulation platform for outdoor thermal environment) experiments for outdoor thermal environment of vegetation was adopted for comparison.The conclusions were summarized as follows:1) By comparing the experimental data with simulation results,it could be concluded that the wind field simulated was consistent with the actual wind field,and the flow distribution impacted by vegetation could be accurately reflected;2) The wind velocity with vegetation was lower than that without vegetation,and the wind velocity was reduced by 46%;3) By adjusting arrangement and types of vegetation in the regions with excessively large wind velocity,the pedestrian-level wind velocity could be obviously improved through the simulation and comparison. 展开更多
关键词 wind environment simulation platform for outdoor thermal environment (SPOTE) field experiment optimal design of vegetation simulation
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基于随机位移方法的河道植被区悬沙沉积分布计算模型
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作者 李川 孙思晨 +2 位作者 单钰淇 刘永浩 刘超 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第1期48-56,共9页
天然河道中,水生植被影响水流特性与悬沙输移规律,使得河道植被区的悬沙沉积分布相比于无植被区更加复杂,模拟难度更高。为探究河道植被区悬沙沉积分布,本文将改进边界条件后的随机位移模型引入植被作用下的水沙输移研究,融合真实形态... 天然河道中,水生植被影响水流特性与悬沙输移规律,使得河道植被区的悬沙沉积分布相比于无植被区更加复杂,模拟难度更高。为探究河道植被区悬沙沉积分布,本文将改进边界条件后的随机位移模型引入植被作用下的水沙输移研究,融合真实形态植被对水流特性的影响,提出了适用于真实形态植被(以芦苇为例)下的悬沙沉积分布计算模型。为验证计算模型的准确性,本文选用具有真实外形的仿真芦苇开展水槽试验,详细测量了不同泥沙粒径、水流条件和植被密度下的芦苇区悬沙沉积沿程分布。试验结果发现:泥沙粒径、上游平均流速和植被密度均影响河道芦苇区的悬沙沉积分布,其中,对植被区前端的悬沙沉积量影响尤为显著。植被区泥沙补给是否受限会导致悬沙沉积呈现两种截然不同的分布。本文提出的数值计算模型可较好地模拟泥沙补给不受限条件下河道植被区的悬沙沉积分布,模拟结果与试验结果的量级和变化趋势均吻合较好;但该模型不能捕捉泥沙补给受限条件下植被区的悬沙沉积分布。综上,本文提出的基于随机位移方法的计算模型可较准确地预测河道植被区的悬沙沉积沿程分布,但仅适用于植被区泥沙补给不受限的情况。 展开更多
关键词 河道植被区 随机位移模型 仿真芦苇 悬沙沉积分布
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植被覆盖和坡度对铁尾矿边坡产流产沙的影响
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作者 海龙 樊国莉 +1 位作者 赵亚波 王嘉瑞 《水土保持研究》 北大核心 2025年第4期124-130,共7页
[目的]研究灌草混合植被覆盖度和坡度对铁尾矿砂坡面产流产沙的影响,揭示降雨对铁尾矿砂坡面的水土流失发生规律,为铁尾矿边坡水土流失治理与生态恢复提供理论依据。[方法]采用人工模拟降雨试验,分析了不同植被覆盖度(30%,60%,90%)、坡... [目的]研究灌草混合植被覆盖度和坡度对铁尾矿砂坡面产流产沙的影响,揭示降雨对铁尾矿砂坡面的水土流失发生规律,为铁尾矿边坡水土流失治理与生态恢复提供理论依据。[方法]采用人工模拟降雨试验,分析了不同植被覆盖度(30%,60%,90%)、坡度(20°,25°)和降雨强度(60 mm/h,120 mm/h)下坡面侵蚀的产流、产沙规律及相关关系。[结果]相同降雨强度下,灌草混合植被覆盖度的增加可有效延缓铁尾矿砂坡面的径流起始时间,坡面径流率及土壤侵蚀率随植被覆盖度的增加而减小,且植被覆盖度越高,径流率及侵蚀率波动的范围越小,侵蚀过程越稳定,而坡度对径流产沙的影响与植被覆盖度相反。累积产沙量随累积径流量的增加而增加,二者呈幂函数关系(R2>0.96)。[结论]对于铁尾矿坡面而言,增加地表植被覆盖度可以有效减少径流产沙量,有效防治边坡水土流失。 展开更多
关键词 铁尾矿坡面 人工模拟降雨试验 植被覆盖度 坡度 产流产沙
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煤矿矿区地面生态环境特征模型及损伤阈值界定研究 被引量:1
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作者 张健 黄辉 +3 位作者 赵家巍 周平平 白冰 王紫鑫 《中国煤炭》 北大核心 2025年第1期32-39,共8页
煤矿开采活动对地表的主要扰动包括地表变形、水资源变化和环境污染,可能导致地裂缝、塌陷坑、地下水位下降及煤矸石污染等问题。为阐明矿区地表生态系统的构成及其各要素之间的相互作用,提出了生态损伤阈值设定方法,介绍了涵盖土地利... 煤矿开采活动对地表的主要扰动包括地表变形、水资源变化和环境污染,可能导致地裂缝、塌陷坑、地下水位下降及煤矸石污染等问题。为阐明矿区地表生态系统的构成及其各要素之间的相互作用,提出了生态损伤阈值设定方法,介绍了涵盖土地利用类型、景观格局、植被覆盖度、物种多样性、地表水系等综合量化指标体系。通过遥感技术和实地调查相结合的形式,形成了矿区地表生态评价模型,针对矿区地表建筑物、道路、农田等关键区域的生态损伤阈值的设定提出见解。以冀中能源股份有限公司邢东矿开采为例,分析地表生态元素特征及损伤保护模型,展示了该技术理念的应用优势。基于研究结果,采用合理阈值和动态监测能够有效减少矿区生态环境的破坏,促进资源开发与环境保护的协调发展,实现矿区生态系统的可持续发展。 展开更多
关键词 煤炭开采 生态环境模拟 植被损伤 保护阈值
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基于LES的连续分布植物斑块水动力特性研究 被引量:1
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作者 高欢 龚轶青 +5 位作者 毛劲乔 陈彦宏 戴杰 王康 孟定华 杨吉 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第3期184-191,共8页
河湖中存在大量连续分布的植物斑块,水位发生变化时斑块与河岸之间距离随之改变,进而影响流场结构。为明确水位变化过程中连续分布植物斑块周围的水动力特性,利用Hydro 3D开源代码,采用基于浸没边界法的LES技术,构建了连续分布的圆形刚... 河湖中存在大量连续分布的植物斑块,水位发生变化时斑块与河岸之间距离随之改变,进而影响流场结构。为明确水位变化过程中连续分布植物斑块周围的水动力特性,利用Hydro 3D开源代码,采用基于浸没边界法的LES技术,构建了连续分布的圆形刚性挺水植物斑块的数学模型,并通过试验数据验证了数学模型的准确性,并以此为基础开展3维水动力特性研究。结果表明:连续分布的植物斑块之间存在遮蔽效应,斑块后方出现低速区,水流向两侧偏转产生横向出流,斑块内单个植株没有表现出明显的群体效应;剪切作用使高湍动能区域位于斑块两侧,下游斑块的存在破坏了上游斑块后方的尾涡结构;当植物斑块内固体体积分数Φ为0.17时,斑块下游水流呈现出漩涡状结构,有利于在斑块下游富集营养物质;植物斑块与边壁之间的距离(S)显著影响了斑块周围的流场结构,随着S的减少,岸边流速降低,减弱了水流对河岸的冲刷作用,同时,连续分布的植物斑块周围和内部涡结构的强度和完整性逐渐减小;Φ由0.17降低为0.05时,上游斑块遮蔽效应减弱,在斑块后方产生了长度与植被斑块直径(D)相近的涡旋空白区,在斑块尺度上无法形成稳定的涡结构,仅在植株尺度上存在少量涡。研究成果为明确河湖水位变化过程中植物斑块周围水动力特性提供了参考。 展开更多
关键词 植物斑块 大涡模拟 水力特性 湍动能 涡旋结构
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降雨强度及有机无机肥配施对太湖地区典型菜地氮磷动态流失过程的影响 被引量:1
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作者 程明琨 闵炬 +3 位作者 张艳颖 王雨荷 郝雅琼 施卫明 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期265-277,共13页
以往研究多关注菜地氮磷径流流失系数、流失量的研究,对菜地氮磷径流流失动态过程研究尚缺乏。为此,本文选择在降雨频繁、径流发生量高的太湖地区,开展降雨强度及有机无机肥配施对菜地氮磷流失过程影响的研究,以此为太湖地区菜地氮磷面... 以往研究多关注菜地氮磷径流流失系数、流失量的研究,对菜地氮磷径流流失动态过程研究尚缺乏。为此,本文选择在降雨频繁、径流发生量高的太湖地区,开展降雨强度及有机无机肥配施对菜地氮磷流失过程影响的研究,以此为太湖地区菜地氮磷面源污染防控提供科学依据。本试验采用田间模拟降雨的方法,设置55和110 mm·h^(-1)两个降雨强度,不施氮(-N)、不施磷(-P)、施纯化肥(N+P)、有机无机肥配施(1/4MN+1/3MP)和施纯有机肥(MN+MP)5个处理,观测不同降雨强度及施肥处理下径流氮磷各组分浓度随时间的变化特征和对氮磷径流流失量的影响。结果表明:与N+P处理相比,在55和110 mm·h^(-1)降雨强度下,1/4MN+1/3MP处理可使径流初损历时分别延后7.0和5.3 min。在产流0~25 min,各处理径流总氮浓度在5.5~25.1 mg·L^(-1)间波动;产流25~60 min,各处理径流总氮浓度在5.3~14.0 mg·L^(-1)间波动。在55和110 mm·h^(-1)降雨强度下,N+P和MN+MP处理的总氮流失量分别最高,与其相比,1/4MN+1/3MP能减少21.9%~44.7%的总氮流失。产流0~35 min,各处理径流总磷浓度在0.31~3.20 mg·L^(-1)间波动;产流35~60 min,各处理总磷浓度在0.35~1.60 mg·L^(-1)间波动。在55和110 mm·h^(-1)降雨强度下,MN+MP处理总磷流失量最高,与MN+MP处理相比,1/4MN+1/3MP可减少65.4%~69.0%的总磷流失。综上,1/4MN+1/3MP处理可延长初损历时;在产流0~25和0~35 min分别是控制径流氮和磷流失的关键时期,有机无机肥配施可有效减少氮磷流失。 展开更多
关键词 蔬菜地 模拟降雨 降雨强度 有机无机配施 氮磷流失 地表径流 面源污染
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水培叶菜采收机高效推送机构试验研究
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作者 徐昊 初麒 +4 位作者 辜美章 严来旺 马丽丹 何涛 辜松 《农机化研究》 北大核心 2025年第7期186-190,共5页
针对植物工厂栽培盘采收环节自动化程度低、采收效率低等现状,设计了一种由栽培杯推送机构和栽培杯输送机构组成的栽培盘自动采收装置。该装置的特点是栽培杯推送机构通过栽培杯托叉将栽培盖中的所有栽培杯同时推送,从而实现高效推送。... 针对植物工厂栽培盘采收环节自动化程度低、采收效率低等现状,设计了一种由栽培杯推送机构和栽培杯输送机构组成的栽培盘自动采收装置。该装置的特点是栽培杯推送机构通过栽培杯托叉将栽培盖中的所有栽培杯同时推送,从而实现高效推送。为了验证栽培盘自动采收装置中栽培杯推送机构的作业效果,进行了栽培杯推送试验。通过试验确定栽培杯推送机构中栽培杯托叉最佳尺寸参数为:托叉片长40 mm、宽6 mm、厚2 mm, 4个托叉片围成的内切圆直径38 mm,钢针长度15 mm,栽培杯推送平均偏角2.2°。试验中,3种根系状态下托叉内圆直径对平均偏角的影响大于钢针长度对平均偏角的影响,且栽培杯中叶菜之间的干涉作用对推送成功率影响不显著,推送成功率达到95%。 展开更多
关键词 植物工厂 水培叶菜 推送机构 机构仿真
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土壤渗透性变化对城市暴雨内涝积水过程影响研究:以长春市南关区为例
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作者 陈鹏 梁馨月 孙滢悦 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第3期87-97,共11页
【目的】为减缓或抑制城市暴雨内涝的严重程度,明确土壤渗透性变化对城市暴雨内涝的抑制作用,达到减缓或抑制城市暴雨内涝的目的,【方法】采用水文和水动力学方法、下渗系数计算、情景设定等方法,综合构建城市暴雨内涝数值模型、下渗量... 【目的】为减缓或抑制城市暴雨内涝的严重程度,明确土壤渗透性变化对城市暴雨内涝的抑制作用,达到减缓或抑制城市暴雨内涝的目的,【方法】采用水文和水动力学方法、下渗系数计算、情景设定等方法,综合构建城市暴雨内涝数值模型、下渗量模型,明确了不同植被覆盖度对城市下垫面积水深度、面积、积水量和积水时间等要素的影响。【结果】结果显示:从积水深度来看,情景1中最大与最小积水深度分别为1.30 m、0.10 m,情景2中最大与最小积水深度为0.95 m、0.05 m,情景3中最大与最小积水深度为0.35 m、0.01 m;从积水面积来看,情景1、情景2、情景3中积水面积分别为28.96 km^(2)、14.40 km^(2)、4.16 km^(2);从积水量来看,3种情景中研究区的积水量减少率会随着时间雨量增加而降低,其差也随着时间雨量的增加而变小;从研究区积水水位来看,最大积水水位因植被覆盖度的增加而减少,且减少率在5%~20%左右波动,但整体变化不大;从研究区积水延迟时间来看,情景1和情景3中最大平均积水水位出现的时间差为60 min。【结论】增加城市植被覆盖率可以有效地减缓城市暴雨内涝严重程度。研究结果不仅可为城市绿地合理规划提供参考,还可为政府应急部门开展救援工作提供决策依据。 展开更多
关键词 内涝灾害 抑制作用 植被覆盖 土壤渗透性 数值模拟 降雨
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模拟刚性植被盖度及配置方式对坡面流水动力参数及紊动特性的影响
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作者 贺元 张会兰 +2 位作者 谷方正 王铃涵 李峰 《水土保持研究》 北大核心 2025年第3期8-17,共10页
[目的]揭示不同植被配置方式对坡面流水动力及其紊动特性的影响,为植被坡面土壤侵蚀机制和植被资源的合理配置提供科学依据。[方法]采用室内水槽冲刷试验的方法,模拟刚性植被近地表盖度(8.9%,4.5%,2.2%,1.1%,0.6%,0.3%)、乔灌配置方式(... [目的]揭示不同植被配置方式对坡面流水动力及其紊动特性的影响,为植被坡面土壤侵蚀机制和植被资源的合理配置提供科学依据。[方法]采用室内水槽冲刷试验的方法,模拟刚性植被近地表盖度(8.9%,4.5%,2.2%,1.1%,0.6%,0.3%)、乔灌配置方式(灌木、乔灌结合、乔木)与空间分布形式(均匀、随机、聚集)在6组不同流量条件下坡面流水动力参数、水流阻力的总体变化特征,并重点关注不同配置因子对坡面流影响程度的大小和局部尺度的促紊作用。[结果](1)植被覆盖使坡面相较于裸坡平均水深雍高了1.3~2.3倍,平均流速降低了16%~48%。不同植被配置方式壅水降速效果为密集>中等>稀疏、灌木>乔灌结合>乔木、随机>均匀>聚集,3种配置因子对坡面流的影响为植被盖度>乔灌配置>空间分布形式。(2)植被的体积阻力系数随着植被盖度的增大呈现线性增大趋势(R^(2)>0.90),且随流量增大,该趋势渐缓;紊流强度随综合植被配置参数的增大呈幂函数关系(R^(2)>0.99)。流速相同条件下,随着盖度增加,植被坡面相较于裸坡有产生尾涡增加紊动的作用;水力坡度相同条件下,植被坡面紊动能水平与裸坡相比,出现先增加后减小的变化特征。[结论]植被盖度对于坡面流阻力及紊动特性的影响要大于乔灌配置方式与空间分布形式。随着盖度增加,植被通过局部促紊作用与宏观增阻作用的相互制衡,共同决定了坡面流紊动能占总动能的比例。 展开更多
关键词 坡面流 植被配置方式 模拟试验 水动力参数 紊动特性
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基于AMESim的小型叶菜收割机液压系统仿真分析
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作者 纪策 陆观 +3 位作者 张学文 吴亦鹏 陈华 李佳林 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第1期61-66,共6页
针对现有叶菜收割机的割台和转向液压系统使用有待发展的问题,根据我国收割机实际使用需求,设计一种小型叶菜收割机液压传动系统,包括割台升降和前轮转向控制。对液压系统中执行元件、液压泵等主要元件进行选型,对液压缸的负载力、系统... 针对现有叶菜收割机的割台和转向液压系统使用有待发展的问题,根据我国收割机实际使用需求,设计一种小型叶菜收割机液压传动系统,包括割台升降和前轮转向控制。对液压系统中执行元件、液压泵等主要元件进行选型,对液压缸的负载力、系统流量进行数值计算,并利用AMESim软件对液压系统进行建模,分析不同排量的液压泵对割台和转向液压缸工作情况的影响,确定选用3.3 mL/r的液压泵。分析定负载、变负载工况下割台液压缸的动态特性。研究结果表明:采用3.3 mL/r排量的液压泵,割台液压缸可以在3 s内达到最大行程,转向液压缸可以在6 s从初始位置达到最大行程,在变负载条件下,割台液压缸与定负载工况达到最大位移时间相差在1 s以内,满足使用需求。 展开更多
关键词 叶菜收割机 液压系统 AMESIM仿真 液压泵 割台
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基于生态过程机理模型的长江流域蒸散发及其组分变化机理研究
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作者 俎千雪 马傲格 +1 位作者 孙善磊 柳艺博 《生态学报》 北大核心 2025年第11期5466-5480,共15页
作为我国中部和北部的重要水资源供给区,近年来长江流域水资源分配的不均匀性以及供给能力的不稳定性日益加剧。蒸散发(ET)是直接影响流域水资源供给能力的重要因子,因此,厘清ET及其组分土壤蒸发(E)、蒸腾(T)和冠层截留蒸发(Ei)变化的... 作为我国中部和北部的重要水资源供给区,近年来长江流域水资源分配的不均匀性以及供给能力的不稳定性日益加剧。蒸散发(ET)是直接影响流域水资源供给能力的重要因子,因此,厘清ET及其组分土壤蒸发(E)、蒸腾(T)和冠层截留蒸发(Ei)变化的相关物理机制,可以为科学管理长江流域水资源提供重要理论参考和技术支撑。研究基于遥感驱动的生态过程机理模型BEPS,模拟分析了2001—2020年长江流域年ET及其组分的时空变化特征;在此基础上,采用多因子联立求解法剥离了气候、植被叶面积指数(LAI)和植被类型转变等对ET及其组分趋势的贡献,开展了归因分析。结果表明:1)流域平均ET、T和Ei分别以1.95 mm/a、1.12 mm/a和0.96 mm/a的速率显著增加;空间上,超过35%的地区显示三者显著增加;而流域平均及一半以上地区的E呈减小趋势。2)对比各组分趋势,流域平均和64%的地区显示ET趋势由T的变化决定,而其余地区则由E和Ei的变化控制。3)就流域平均而言,ET、T和Ei的增加及E的减小均可归因于LAI的增大。4)ET、E、T和Ei趋势的主控因子存在明显空间差异,但主控因子LAI的面积占比始终最大,分别为49%、46%、48%和73%。 展开更多
关键词 生态过程机理模型(BEPS) 长江流域 蒸散发 蒸散发组分 气候变化 叶面积指数 植被类型转变
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电驱动全自动蔬菜移栽机恒速直线行进控制方法研究
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作者 文天拟 赵晓琪 +3 位作者 张若瑜 曲广一 钟霞 杨启志 《农机化研究》 北大核心 2025年第12期53-60,共8页
蔬菜全自动移栽机在恒速直线行驶时的状态对其栽植性能有重要影响,若行驶时受路面状况影响导致速度波动大、行驶路线不直,则容易产生栽植株距不稳定、自动栽植时偏离土垄等问题。为此,基于课题组试制的电驱动全自动移栽机样机,对双轮毂... 蔬菜全自动移栽机在恒速直线行驶时的状态对其栽植性能有重要影响,若行驶时受路面状况影响导致速度波动大、行驶路线不直,则容易产生栽植株距不稳定、自动栽植时偏离土垄等问题。为此,基于课题组试制的电驱动全自动移栽机样机,对双轮毂电机驱动下的移栽机恒速直线行进控制方法进行了研究。根据茄果类蔬菜穴盘苗温室移栽的农艺要求确定了移栽机的栽植频率和行进控制策略,对控制策略进行理论分析,制定了一种交叉耦合控制策略结合PID算法的控制方法。基于此方法,使用MatLab/Simulink对移栽机两轮毂电机在理想行驶状态、不规则路面激励和出现路面突加阻力时的转速变化与转速差情况进行了仿真分析,并开展样机田间试验。结果表明:在45株/min和60株/min的栽植频率下,栽植成功率分别为97.2%和95.8%,栽植株距变异系数分别为3.82%和3.89%,与未使用该控制方法相比栽植成功率更高、株距更稳定,可满足轮式移栽机在温室等设施内移栽作业的要求,也可为后续类似农业装备的研发设计提供技术与理论依据。 展开更多
关键词 蔬菜全自动移栽机 直线行进控制 恒速控制 电驱动轮式 simulINK仿真
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生物基锦纶56弱酸性染料仿绿色植被染色
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作者 罗巧玲 付少海 +3 位作者 王冬 王美慧 郭亚飞 郝新敏 《纺织学报》 北大核心 2025年第2期130-137,共8页
为模拟绿色植被的光谱反射特征和颜色,利用C.I.酸性黄199、C.I.酸性蓝324、C.I.酸性蓝185染料对生物基锦纶56进行染色,研究了染色工艺、染料用量和复配比对染色织物反射光谱曲线(400~1200 nm)的影响,开发了仿绿色植被的浅绿、中绿和深... 为模拟绿色植被的光谱反射特征和颜色,利用C.I.酸性黄199、C.I.酸性蓝324、C.I.酸性蓝185染料对生物基锦纶56进行染色,研究了染色工艺、染料用量和复配比对染色织物反射光谱曲线(400~1200 nm)的影响,开发了仿绿色植被的浅绿、中绿和深绿染料体系,分析了染色织物的光谱模拟效果。结果表明:在60℃恒温染色保温40 min的条件下,C.I.酸性黄199、C.I.酸性蓝185和C.I.酸性蓝324的配伍性好,上染率接近100%;黄色染料影响“绿峰”,蓝色染料影响“红边”,染料用量增大,红移量变大,有利于“绿峰”和“红边”红移;复配染色织物在400~1200 nm范围内的光谱反射率曲线与标准植被反射曲线之间的光谱距离均小于1.3、光谱角度均小于0.1 rad,光谱相关系数均达到0.987以上,满足GJB 1411A—2015《地地导弹武器装备系统伪装要求》二级光学伪装和二级光谱伪装的要求;其颜色模拟符合GJB 1082A—2021《伪装网用颜色》对伪装网颜色DG0850、MG1048、YG1550色差小于3的要求,且织物各项色牢度良好。 展开更多
关键词 仿绿色植被 生物基锦纶56 酸性染料 光谱模拟 染料复配 绿色伪装 可见光-近红外伪装
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植被密度对工程陡坡径流水动力特性影响
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作者 李季孝 郭锐 +2 位作者 谢淑彦 徐小坤 吴光耀 《人民长江》 北大核心 2025年第4期176-185,共10页
为探索植被密度对工程陡坡径流水动力特性的影响,基于野外模拟降雨试验,以裸坡(Bare slope,BS)为对照,分析3种降雨强度下2种种植密度的百喜草(PF10:10 cm×10 cm,PF20:20 cm×20 cm)工程陡坡水动力特征及其与裸坡差异,揭示植被... 为探索植被密度对工程陡坡径流水动力特性的影响,基于野外模拟降雨试验,以裸坡(Bare slope,BS)为对照,分析3种降雨强度下2种种植密度的百喜草(PF10:10 cm×10 cm,PF20:20 cm×20 cm)工程陡坡水动力特征及其与裸坡差异,揭示植被防护陡坡侵蚀的动力机制。结果表明:①裸坡和植被陡坡径流均属于层流(Re<100),但流态受不同降雨强度影响在缓流和急流间变化,PF10、PF20削减平均雷诺数效益分别为54.49%和5.95%,对平均弗劳德数削减效益分别为41.69%和33.80%。②降雨强度不大于1.5 mm/min时植被能降低流速,2.0 mm/min时PF20增大流速而PF10仍降低流速,PF10削减平均流速效益是PF20的1.98倍。但两种密度植被均能显著提高径流阻力系数,其中PF10增大阻力系数效益是PF20的1.47倍。③PF10削减平均径流剪切力和径流功率的效益分别为23.06%和54.89%,而PF20削减平均径流功率效益为9.79%,但增大了平均径流剪切力(增大幅度为22.87%);径流功率作为表征陡坡侵蚀的最优水动力参数,PF20和PF10的可蚀性分别是裸坡的98.44%和48.43%。研究结果可为工程陡坡开展植被修复提供指导。 展开更多
关键词 工程陡坡 水动力 植被密度 模拟降雨
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工程陡坡水蚀特征对植被密度响应的降雨试验
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作者 郭锐 张鹏 +3 位作者 李黎 李季孝 刘海波 吴光耀 《人民长江》 北大核心 2025年第3期184-190,229,共8页
工程建设扰动地表、破坏原地貌,易诱发水土流失,而植被种植是恢复工程扰动区域生态的重要手段之一。在野外调查基础上,开展了模拟降雨试验,以裸坡为对照,分析了百喜草(Paspalum notatum Flugge,PF)在2种种植密度(PF10,10 cm×10 cm;... 工程建设扰动地表、破坏原地貌,易诱发水土流失,而植被种植是恢复工程扰动区域生态的重要手段之一。在野外调查基础上,开展了模拟降雨试验,以裸坡为对照,分析了百喜草(Paspalum notatum Flugge,PF)在2种种植密度(PF10,10 cm×10 cm;PF20,20 cm×20 cm)条件下对工程陡坡(28°)产流产沙特征以及水沙效益的影响。结果表明:①1.0,1.5,2.0 mm/min降雨强度下PF20地表径流发生时间比裸坡提前61.81%,0.88%,19.38%,而PF10在降雨强度1.5 mm/min和2.0 mm/min时起到延缓径流发生的效果,滞后效益分别达到76.61%和237.21%。②裸坡3种降雨强度下的平均产流率是PF10的3.23,4.55,1.28倍,降雨强度1.0 mm/min和1.5 mm/min下,裸坡平均产流率是PF20的1.10倍和1.27倍,但在降雨强度为2.0 mm/min时,PF20的平均产流率达到裸坡的1.08倍;在降雨强度≤1.5 mm/min时植被可显著减少陡坡侵蚀,但在降雨强度为2.0 mm/min时在产流中后期出现植被陡坡侵蚀大于裸坡,但总体上3种降雨强度下裸坡平均产沙率分别达到PF20的7.83,2.86,1.24倍,是PF10的23.01,6.98,3.13倍。③PF20和PF10的平均减沙效益分别为57.26%和83.11%,平均减流效益分别为7.08%和56.22%,PF10的减流和减沙效益分别是PF20的7.94倍和1.45倍。方差贡献率分析表明降雨强度对工程陡坡累计产流量和累计产沙量的贡献率是植被密度的7.18倍和4.31倍,但植被密度的调控产沙效果高于产流。研究结果可为工程扰动边坡开展植被生态修复提供科学指导。 展开更多
关键词 工程陡坡 植被密度 产流产沙 减水减沙 模拟降雨
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果蔬隧道式气流冲击干燥流场模拟及其设备结构优化 被引量:3
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作者 袁越锦 史韵 +2 位作者 聂皓 王栋 徐英英 《包装与食品机械》 CAS 北大核心 2024年第5期70-81,共12页
为解决隧道式气流冲击干燥设备中风速流场不均匀的问题,利用计算流体动力学对气流冲击干燥过程的流场进行模拟分析,提出2种改进方案,并且每种方案选择9组模型,通过对比分析每组模型的速度均匀性和流场分布情况,以速度不均匀性为指标,得... 为解决隧道式气流冲击干燥设备中风速流场不均匀的问题,利用计算流体动力学对气流冲击干燥过程的流场进行模拟分析,提出2种改进方案,并且每种方案选择9组模型,通过对比分析每组模型的速度均匀性和流场分布情况,以速度不均匀性为指标,得到结构参数为高度H=630 mm、半径R=60 mm圆柱扰流装置,并在此基础上,进行气流分配口大小调整,将上层和下层气流分配口调整为25 mm,中层气流分配口调整为20 mm的模型为最优结构。最优结构气流分配口速度不均匀系数减小到20.4%,物料层截面速度不均匀系数减小到16.89%,极大地改善气流冲击干燥的均匀性。对改进的模型进行试验验证,模拟值与试验测量值的相对误差均在11%以内。研究为相关干燥设备的结构优化提供参考。 展开更多
关键词 果蔬 气流冲击干燥 流场模拟 结构优化
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考虑植被根系深度动态变化的VIC径流模拟模型 被引量:2
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作者 张珂 戴钰 +3 位作者 刘林鑫 牛杰帆 毕可心 李志琳 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期28-34,51,共8页
为了提高干旱半干旱地区植被变化影响下的水文模型模拟精度,结合植物根系的垂直分布与气候、土壤条件,提出了基于流域气象和土壤性质等下垫面特征的流域根系平均深度估算方法,以黄土高原地区无定河流域为例,构建了考虑植被根系深度动态... 为了提高干旱半干旱地区植被变化影响下的水文模型模拟精度,结合植物根系的垂直分布与气候、土壤条件,提出了基于流域气象和土壤性质等下垫面特征的流域根系平均深度估算方法,以黄土高原地区无定河流域为例,构建了考虑植被根系深度动态变化的可变下渗容量(VIC)径流模拟模型(VIC-DR模型)。将该模型径流模拟结果与有汇流演算的VIC模型(VIC-R模型)结果进行比较。结果表明:与VIC-R模型相比,VIC-DR模型模拟精度显著提高,VIC-DR模型对无定河流域月尺度、日尺度径流量模拟结果的纳什效率系数分别提高了10.6%和8.7%,相对误差分别下降了15.4%和5.1%,与实测值相关系数均大于0.6;VIC-DR模型的模拟结果符合流域实际情况,模型适用性良好。 展开更多
关键词 VIC模型 动态植被根系参数 径流模拟 无定河流域
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大棚用蔬菜移苗栽种一体机设计 被引量:2
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作者 侯晓莉 胡胜 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第5期70-75,共6页
蔬菜钵苗自动化移栽技术可以解放生产力,提高效率,进而获得更大的经济收益。为适应我国新疆区域大棚蔬菜种植的情况,文中提出了一种钵苗移栽装置原型机方案。整机采用X-Y横纵向移动机构实现带动仿手指形夹板有效运动从而完成夹取苗过程... 蔬菜钵苗自动化移栽技术可以解放生产力,提高效率,进而获得更大的经济收益。为适应我国新疆区域大棚蔬菜种植的情况,文中提出了一种钵苗移栽装置原型机方案。整机采用X-Y横纵向移动机构实现带动仿手指形夹板有效运动从而完成夹取苗过程,并采用杠杆原理设计双鸭嘴式定点竖直打孔下苗结构。该装置实现了取苗、打孔和栽苗的一体化操作,集成度较高。 展开更多
关键词 蔬菜机械化移栽装置 取苗机构 打孔下苗机构 运动仿真
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生态浮床根系密度及过流流量对矩形明渠水力特性的影响
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作者 马超 霍一迪 +1 位作者 王家璇 张付成 《水电能源科学》 北大核心 2024年第4期67-71,共5页
针对河道中生态浮床对水力特性的影响不明确、不利于河道行洪排涝等问题,研究了生态浮床对矩形明渠水力特性的影响。首先,基于ANSYS-fluent软件,利用多孔介质概化生态浮床,构建了含生态浮床的矩形明渠三维水动力数值模拟模型;然后,用水... 针对河道中生态浮床对水力特性的影响不明确、不利于河道行洪排涝等问题,研究了生态浮床对矩形明渠水力特性的影响。首先,基于ANSYS-fluent软件,利用多孔介质概化生态浮床,构建了含生态浮床的矩形明渠三维水动力数值模拟模型;然后,用水槽试验验证了该模型的可行性,在此基础上探索了生态浮床根系密度、过流流量对矩形明渠水流水动力特征及其变化规律的影响。结果表明,生态浮床段的流速在垂线上呈“S”型三区分布,且根系密度及过流流量的增大使流速的三区分布更显著;紊动能和雷诺应力与生态浮床根系密度和过流流量成正比,可见生态浮床根系密度和过流流量对明渠水力特性影响较大。 展开更多
关键词 生态浮床 根系密度 过流流量 数值模拟 流速分布 紊动能 雷诺应力
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基于轨距可调的蔬菜田间转运平台设计与试验 被引量:1
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作者 符志勇 刘大为 +3 位作者 谢方平 李旭 杨靖 龚明 《山西农业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第3期131-140,共10页
[目的]针对我国南方丘陵山区蔬菜种植种类多、种植农艺多样、起垄规格不一等特点,为进一步提高南方丘陵地区蔬菜田间转运装备对种植模式与农艺的适应性,设计了一款轨距可调的蔬菜田间转运平台。[方法]根据蔬菜田间起垄种植及地形特点,... [目的]针对我国南方丘陵山区蔬菜种植种类多、种植农艺多样、起垄规格不一等特点,为进一步提高南方丘陵地区蔬菜田间转运装备对种植模式与农艺的适应性,设计了一款轨距可调的蔬菜田间转运平台。[方法]根据蔬菜田间起垄种植及地形特点,进行平台的总体设计并阐述其工作原理,外形尺寸为2165 mm×1205 mm×1154 mm。分别开展变速箱、行走装置、传动系统、轨距可调装置及车架等关键部件的设计。利用SolidWorks软件进行三维建模,设置零件材料属性并计算质心位置。根据其质心位置分析平台稳定性,基于RecurDyn搭建虚拟仿真样机,对底盘进行纵向上、下坡及横坡行驶仿真分析。[结果]动力学仿真结果表明,平台在满载条件下,纵向行驶上坡最大爬坡角为39°,最大下坡角为27°,横向行驶时2种极限轨距下的最大坡度角分别为29°和39°。进行样机试制并进行稳定性试验,试验结果表明,平台纵向上、下坡最大坡度角分别为30°和25°,不同轨距下的最大坡度角分别为22°和33°,并进行样机性能及田间试验,试验结果表明,平台在满载条件下,行驶速度、转弯半径、滑转率及跑偏率均满足设计要求与实际使用效果。[结论]蔬菜田间转运平台对南方丘陵山区蔬菜转运作业有较强的适应性,通过调节轨距可适应不同蔬菜种植农艺,为履带式运输装备等提供参考。 展开更多
关键词 蔬菜 田间转运 变速箱 动力学仿真
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