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土壤表层含水率与镇压力作用下探针贯入阻力变化规律
1
作者
王志楠
卢彩云
+3 位作者
何进
王庆杰
贺栋
王泉玉
《农业机械学报》
北大核心
2025年第6期167-176,204,共11页
针对多数研究需单独测量单个土壤参数、对贯入阻力(PR)响应多参数研究较少等问题,本文以粘壤土为研究对象,开展土壤含水率和镇压力对探针贯入阻力的影响研究。设置6个含水率和3个镇压力,记录各条件下探针贯入土壤过程中的阻力变化曲线...
针对多数研究需单独测量单个土壤参数、对贯入阻力(PR)响应多参数研究较少等问题,本文以粘壤土为研究对象,开展土壤含水率和镇压力对探针贯入阻力的影响研究。设置6个含水率和3个镇压力,记录各条件下探针贯入土壤过程中的阻力变化曲线。以探针贯入曲线终峰值(FP)、相对波动带宽(RFBW)和探针贯入阻力曲线傅里叶能量(PRFE)为指标进行全因素试验。结果表明:对于上升效应,当土壤含水率从0增至10%时,随着含水率增加,终峰值不断提高,含水率10%时达到最大值2.492 N(较0增加230.94%);镇压力在低含水率时对终峰值影响较大,高含水率时影响减弱。对于波动特性,当含水率为0~15%时,相对波动带宽和探针贯入阻力曲线傅里叶能量均随含水率增加而下降,含水率15%时相对波动带宽降幅为含水率0时的68.05%,探针贯入阻力曲线傅里叶能量降至含水率0时的85.80%;随着镇压力增加,相对波动带宽与探针贯入阻力曲线傅里叶能量均下降,镇压力75 kPa时相对波动带宽降至镇压力15 kPa时的74.62%,探针贯入阻力曲线傅里叶能量降为镇压力15 kPa时的87.37%。研究结果揭示了土壤含水率和镇压力对探针贯入阻力的影响规律,为研发土壤性质测试装置提供了基础。
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关键词
贯入阻力
土壤含水率
土壤镇压力
土壤紧实度
探针
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职称材料
基于时空耦合的玉米播种位置预测系统设计与试验
2
作者
贾麟
马飞扬
+5 位作者
徐征鑫
张馨悦
徐子杨
王超
王庆杰
李洪文
《农业机械学报》
北大核心
2025年第6期146-154,共9页
针对玉米播种环节设计了一种基于时空耦合的玉米播种位置预测系统。该系统集成对射式红外光电传感器、GNSS-RTK高精度定位模块及数据传输单元,通过实时监测种子下落信号,结合播种机航向、速度与时空滞后补偿模型,预测种子落地空间位置,...
针对玉米播种环节设计了一种基于时空耦合的玉米播种位置预测系统。该系统集成对射式红外光电传感器、GNSS-RTK高精度定位模块及数据传输单元,通过实时监测种子下落信号,结合播种机航向、速度与时空滞后补偿模型,预测种子落地空间位置,最终将数据上传云端。系统采用STM32F103单片机作为中枢控制器,构建分段式空间位置换算模型解决播种机主天线与红外传感器间的偏移问题;引入时空滞后补偿模型,测量得种子下落延时、定位信息传输延时及程序执行延时分别为107.7、50、39.5 ms,最终修正播种机前进方向位移偏差;通过制定不同区间对经纬度偏差正负值的方向响应规则,明确耦合预测模型最终形态。田间试验结果表明,系统预测种子落地位置与实际位置平均偏差为36.86 mm,标准差为3.57 mm,变异系数为9.69%,验证了模型有效性。该系统能够实现播种位置数据实时记录与云端存储,为后续中耕、施肥等环节的精准协同管理提供参考。
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关键词
玉米播种
空间位置
RTK定位
时空耦合
预测模型
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职称材料
柱塞式注肥泵内流动瞬态特性数值模拟与试验
3
作者
康邵暄
黎耀军
+1 位作者
严海军
王晶晶
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第16期75-83,共9页
柱塞式注肥泵是水肥一体化系统肥液注入的关键设备,为探明柱塞往复运动过程中柱塞式注肥泵的内部流动特征及外特性,该研究基于RNG k-ε湍流模型和动网格技术,构建注肥泵内流动三维动态数值模拟模型,对不同柱塞行程比和往复频率工况的泵...
柱塞式注肥泵是水肥一体化系统肥液注入的关键设备,为探明柱塞往复运动过程中柱塞式注肥泵的内部流动特征及外特性,该研究基于RNG k-ε湍流模型和动网格技术,构建注肥泵内流动三维动态数值模拟模型,对不同柱塞行程比和往复频率工况的泵内瞬态流动进行非定常数值模拟,预测柱塞泵外特性并分析额定工况的泵内流场特征,通过与试验数据及理论计算结果的对比,验证数值模拟模型的可靠性。结果表明:不同行程下模拟所得的时间平均流量与试验结果最大相对误差为3.58%,数值模拟所得瞬时流量大小及变化趋势与理论计算结果吻合良好,最大相对误差为3.17%;泵排出、吸入过程的初始阶段,分别存在进、出口单向阀阀芯闭合滞后现象,伴随形成回流;受阀芯闭合滞后导致的回流影响,注肥泵瞬时流量存在突变,其突变时刻与阀芯闭合时刻一致;注肥泵平均流量与柱塞行程和往复频率均呈线性正相关,泵容积系数随柱塞行程的减小而降低,但随柱塞往复频率的变化不明显,变频调控可更准确调节注肥泵流量,是水肥一体化系统中注肥流量调节的优选方式。研究结果可为柱塞式注肥泵设计与运行调控提供依据。
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关键词
泵
试验
柱塞式注肥泵
单向阀
动网格
数值模拟
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职称材料
题名
土壤表层含水率与镇压力作用下探针贯入阻力变化规律
1
作者
王志楠
卢彩云
何进
王庆杰
贺栋
王泉玉
机构
中国农业大学
工学院
中国农业大学农业水资源高效利用全国重点实验室
出处
《农业机械学报》
北大核心
2025年第6期167-176,204,共11页
基金
国家自然科学基金项目(32401710)
国家重点研发计划项目(2023YFD1500401)
+1 种基金
兴安盟本级科技合作项目
中国农业大学2115人才工程项目。
文摘
针对多数研究需单独测量单个土壤参数、对贯入阻力(PR)响应多参数研究较少等问题,本文以粘壤土为研究对象,开展土壤含水率和镇压力对探针贯入阻力的影响研究。设置6个含水率和3个镇压力,记录各条件下探针贯入土壤过程中的阻力变化曲线。以探针贯入曲线终峰值(FP)、相对波动带宽(RFBW)和探针贯入阻力曲线傅里叶能量(PRFE)为指标进行全因素试验。结果表明:对于上升效应,当土壤含水率从0增至10%时,随着含水率增加,终峰值不断提高,含水率10%时达到最大值2.492 N(较0增加230.94%);镇压力在低含水率时对终峰值影响较大,高含水率时影响减弱。对于波动特性,当含水率为0~15%时,相对波动带宽和探针贯入阻力曲线傅里叶能量均随含水率增加而下降,含水率15%时相对波动带宽降幅为含水率0时的68.05%,探针贯入阻力曲线傅里叶能量降至含水率0时的85.80%;随着镇压力增加,相对波动带宽与探针贯入阻力曲线傅里叶能量均下降,镇压力75 kPa时相对波动带宽降至镇压力15 kPa时的74.62%,探针贯入阻力曲线傅里叶能量降为镇压力15 kPa时的87.37%。研究结果揭示了土壤含水率和镇压力对探针贯入阻力的影响规律,为研发土壤性质测试装置提供了基础。
关键词
贯入阻力
土壤含水率
土壤镇压力
土壤紧实度
探针
Keywords
penetration resistance
soil moisture content
soil compaction pressure
soil compactness
probe
分类号
S152.4 [农业科学—土壤学]
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职称材料
题名
基于时空耦合的玉米播种位置预测系统设计与试验
2
作者
贾麟
马飞扬
徐征鑫
张馨悦
徐子杨
王超
王庆杰
李洪文
机构
中国农业大学
工学院
农业
农村部保护性耕作
农业
装备
重点
实验室
中国农业大学农业水资源高效利用全国重点实验室
出处
《农业机械学报》
北大核心
2025年第6期146-154,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2024YFD1500405)。
文摘
针对玉米播种环节设计了一种基于时空耦合的玉米播种位置预测系统。该系统集成对射式红外光电传感器、GNSS-RTK高精度定位模块及数据传输单元,通过实时监测种子下落信号,结合播种机航向、速度与时空滞后补偿模型,预测种子落地空间位置,最终将数据上传云端。系统采用STM32F103单片机作为中枢控制器,构建分段式空间位置换算模型解决播种机主天线与红外传感器间的偏移问题;引入时空滞后补偿模型,测量得种子下落延时、定位信息传输延时及程序执行延时分别为107.7、50、39.5 ms,最终修正播种机前进方向位移偏差;通过制定不同区间对经纬度偏差正负值的方向响应规则,明确耦合预测模型最终形态。田间试验结果表明,系统预测种子落地位置与实际位置平均偏差为36.86 mm,标准差为3.57 mm,变异系数为9.69%,验证了模型有效性。该系统能够实现播种位置数据实时记录与云端存储,为后续中耕、施肥等环节的精准协同管理提供参考。
关键词
玉米播种
空间位置
RTK定位
时空耦合
预测模型
Keywords
maize sowing
spatial location
RTK positioning
spatial temporal coupling
prediction models
分类号
S223.2 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
柱塞式注肥泵内流动瞬态特性数值模拟与试验
3
作者
康邵暄
黎耀军
严海军
王晶晶
机构
中国农业大学农业水资源高效利用全国重点实验室
中国农业大学
北京市供水管网系统安全与节能工程技术研究中心
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第16期75-83,共9页
基金
山东省重点研发计划(重大科技创新工程)项目(2022CXGC020707)
“十四五”国家重点研发计划项目(2023YFD1900703)
+1 种基金
国家现代农业产业技术体系项目(CARS-03)
水利技术示范项目(SF-202311)。
文摘
柱塞式注肥泵是水肥一体化系统肥液注入的关键设备,为探明柱塞往复运动过程中柱塞式注肥泵的内部流动特征及外特性,该研究基于RNG k-ε湍流模型和动网格技术,构建注肥泵内流动三维动态数值模拟模型,对不同柱塞行程比和往复频率工况的泵内瞬态流动进行非定常数值模拟,预测柱塞泵外特性并分析额定工况的泵内流场特征,通过与试验数据及理论计算结果的对比,验证数值模拟模型的可靠性。结果表明:不同行程下模拟所得的时间平均流量与试验结果最大相对误差为3.58%,数值模拟所得瞬时流量大小及变化趋势与理论计算结果吻合良好,最大相对误差为3.17%;泵排出、吸入过程的初始阶段,分别存在进、出口单向阀阀芯闭合滞后现象,伴随形成回流;受阀芯闭合滞后导致的回流影响,注肥泵瞬时流量存在突变,其突变时刻与阀芯闭合时刻一致;注肥泵平均流量与柱塞行程和往复频率均呈线性正相关,泵容积系数随柱塞行程的减小而降低,但随柱塞往复频率的变化不明显,变频调控可更准确调节注肥泵流量,是水肥一体化系统中注肥流量调节的优选方式。研究结果可为柱塞式注肥泵设计与运行调控提供依据。
关键词
泵
试验
柱塞式注肥泵
单向阀
动网格
数值模拟
Keywords
pump
experiment
piston injection pump
one-way valve
dynamic mesh
numerical simulation
分类号
S277.94 [农业科学—农业水土工程]
TV136.2 [水利工程—水力学及河流动力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
土壤表层含水率与镇压力作用下探针贯入阻力变化规律
王志楠
卢彩云
何进
王庆杰
贺栋
王泉玉
《农业机械学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
基于时空耦合的玉米播种位置预测系统设计与试验
贾麟
马飞扬
徐征鑫
张馨悦
徐子杨
王超
王庆杰
李洪文
《农业机械学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
柱塞式注肥泵内流动瞬态特性数值模拟与试验
康邵暄
黎耀军
严海军
王晶晶
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
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