涡流恢复导叶对螺旋桨气动和声学性能影响研究

为了对比安装涡流恢复导叶与单排螺旋桨气动性能和气动噪声的差异,采用数值模拟的方法研究了安装六种不同间距涡流恢复导叶和单排螺旋桨的气动力及气动噪声。研究结果表明:在起飞状态,级间距Δx=0.27的工况下,安装涡流恢复导叶使得推力系数增加6.4%,效率增加6.7%。随着间距的增大,前级叶片的桨尖涡、尾迹涡等涡系结构在通过后级叶片时破碎并向下游传播,且强度逐渐减小。噪声强度随着级间距的增加而逐渐减小,最大级间距涡流恢复导叶的噪声与最小级间距涡流恢复导叶噪声相比降低5.7 dB,噪声下降幅度随级间距的增加逐渐减缓,存在级间距最优位置使得推力增加最大,噪声强度适中。

基于深度学习的直升机旋翼声信号检测与识别一体化算法

基于直升机旋翼声信号的目标检测与识别是低空目标预警领域的一个重要问题。目前的相关研究将检测和识别分别进行研究,而在实际应用中检测与识别是一个整体过程。针对上述问题,提出了一种基于深度学习的直升机旋翼声信号检测与识别一体化算法。算法首先通过融合特征提取和支撑向量机进行目标检测,再将检测到的潜在直升机声目标的信号段基于深度学习进行分类识别。通过实验数据测试了该算法的效果,实验结果表明,该算法使检测率、识别率均得到较大幅度的提升,增强了检测识别精准度。

茶树叶片理化性质对茶蚜取食选择性的影响

为明确茶蚜Toxoptera aurantii Boyer de Fonscolombe寄主选择行为机理,通过自由选择法研究有翅成蚜对7个茶树品种的取食选择性,利用蚜量比值法对供试茶树品种进行抗性鉴定,并进一步分析茶蚜取食选择性与茶树叶片物理性状及主要生化成分的相关性。结果表明,有翅成蚜对7个茶树品种的取食选择性存在差异,其中对‘黄金芽’的选择性最强,而对‘黔茶1号’和‘黔茶10号’的选择性最弱。抗蚜性鉴定结果表明,供试茶树品种中,‘黔茶1号’‘黔茶10号’为抗虫品种;‘福鼎大白茶’‘龙井43’‘黔茶8号’为中抗品种;‘黔湄601’为感虫品种;‘黄金芽’为高感品种。Pearson相关性分析显示,茶蚜取食选择性与茶树叶片总厚度(r=-0.84)、下表皮厚度(r=-0.78)、栅栏组织厚度(r=-0.94)、咖啡碱含量(r=-0.91)、茶多酚含量(r=-0.94)呈显著负相关,与气孔密度(r=0.93)、游离氨基酸含量(r=0.94)呈显著正相关,而与海绵组织厚度(r=-0.27)、可溶性糖含量(r=0.75)无显著相关性。本研究可为我国抗蚜种质资源鉴选及利用、茶蚜的绿色防控提供理论依据。

古茶树优系品种氨基酸分析

采用高效液相色谱法,以春梢1芽2叶为研究对象,定量分析4个古茶树优系氨基酸的含量。结果表明,高效液相色谱仪测定古茶树氨基酸含量最合适的流动相A为0.1mol/L无水醋酸钠∶乙腈=93∶7,流动相B为乙腈∶水=8∶2;古茶6号的游离氨基酸和茶氨酸含量最高,古茶4号的茶氨酸含量占总游离氨基酸含量的最高为53.3%。

115份贵州茶树种质茶多酚及儿茶素多样性分析及特异种质筛选

为明确贵州茶树种质中茶多酚和儿茶素类物质组成和遗传多样性,以贵州省8个县115份茶树种质资源为研究对象,采用紫外分光光度法和高效液相色谱法检测茶树中的茶多酚、没食子酸、表没食子儿茶素(EGC)、儿茶素(C)、表儿茶素(EC)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、没食子儿茶素没食子酸酯(GCG)和表儿茶素没食子酸酯(ECG)。结果表明:贵州茶树种质中茶多酚、没食子酸、EGC、C、EC、EGCG、GCG和ECG平均值分别为18.57%、0.03%、1.08%、0.80%、0.95%、5.75%、0.37%和2.92%,6个儿茶素组分中,EGCG和ECG含量变化区间较大,分别是0.00%~10.86%和0.71%~10.55%。统计分析多酚类物质的12个指标,变异系数为15.59%~198.23%,遗传多样性指数(H′)为0.691~2.040,茶多酚的变异系数最小、遗传多样性最大,C的变异系数最大、遗传多样性最小;部分多酚类物质含量分布高度聚集,115份种质中108份没食子酸含量低于0.06%,99份C含量低于0.75%,94份GCG含量低于0.5%。基于8个多酚类物质,115份资源可分为4类,第Ⅰ类C为主要儿茶素单体,第Ⅱ类ECG为主要儿茶素单体,第Ⅲ类和第Ⅳ类主要儿茶素单体为EGCG,但第Ⅲ类的茶多酚、EGCG和ECG含量极显著高于第Ⅳ类。115份茶树资源中筛选出1份高茶多酚(≥25.0%)种质,1份高GCG(≥4.0%)种质,6份高EGCG(≥10.0%)种质,7份高ECG(≥8.0%)种质,13份高CI(≥10)种质。研究表明贵州茶树种质具丰富的遗传多样性,筛选出高茶多酚、高EGCG等生化特异资源22份,可为贵州茶产业特色化、差异化发展提供茶树种质基础。

25份贵州镇宁野生茶树种质资源的表型及生化组分多样性分析

为挖掘特异茶树种质资源,以贵州镇宁新发现的25株野生茶树资源为材料,运用统计分析、遗传多样性分析和聚类分析等方法对26个表型性状和12个主要生化组分进行研究,进而对这25份资源进行综合评价。结果表明这25份种质的表型性状和生化组分变异类型丰富,其中26个表型性状的平均变异系数29.26%,平均多样性指数0.87;12个生化组分性状的平均变异系数25.21%,平均多样性指数2.78;25份种质资源的酚氨比在6.12~20.09之间。聚类分析将其分为3个类群,其中类群一全部为小乔木,类群二、三全为灌木;类群三中资源的生化组分含量最为丰富。从中初步筛选出了3份生化组分丰富的潜在优异种质资源,为后续资源保护、开发和育种应用提供依据。

黎平地方茶树资源生化成分多样性分析及优异单株鉴选

为明确黎平地方茶树资源生化成分特性,利用高效液相色谱(HPLC)检测22份茶树资源的9个生化成分,并分析生化成分多样性,从中筛选优异单株。结果表明,黎平地方茶树资源中变异类型丰富,平均变异系数35.09%,平均遗传多样性指数1.883;依据生化成分预判茶树适制性,筛选出6份适制绿茶茶树资源,5份适制红茶茶树资源;基于生化成分初步鉴选出优异单株9份,包括2份高茶氨酸(>3.0%)茶树资源,1份高GCG(1.5%)茶树资源,6份高EGCG(>10.0%)茶树资源。

基于Gammatone倒谱系数的直升机声信号识别

直升机辐射的声信号在空气中衰减速度慢、传播距离远,是直升机目标识别的主要依据.受人类听觉系统优异的声音信号识别能力的启发,提出了基于人耳听觉感知特性的Gammatone倒谱系数(Gammatone Cepstral Coefficients,GTCC)特征提取方法用于直升机声信号的识别.通过仿真实验,详细研究了参数设置对识别系统性能的影响,以及识别算法在噪声环境下的鲁棒性、对各种分类器的普遍适用性和相对其他特征提取方法的优越性,对实验结果给出了合理的解释.实验结果表明,所提出的方法能够根据声信号有效地辨识直升机的类别,具有很好的抗噪声干扰能力,有一定的应用前景.不同参数设置对识别性能的影响程度不同,其中窗函数长度、Gammatone倒谱系数特征数量和低频声信号对识别率的影响较大,而高频声信号对目标识别的影响较小.

古茶树优系矢车菊素分析

采用高效液相色谱法,以春梢一芽二叶为研究对象,定量分析4个古茶树优系矢车菊素的含量。结果表明,高效液相色谱仪测定古茶树矢车菊素含量最合适的流动相A为超纯水,流动相B为乙腈,体积比为1∶9。古茶4号的矢车菊素含量最高,而古茶2号矢车菊素含量较低,且均显著高于或低于对照福鼎大白茶。

茶树特征性生化成分与绿盲蝽的互作影响

利用高效液相色谱技术和紫外分光光度法,检测3个茶树品种健康及受害新梢游离氨基酸、茶多酚、咖啡因、没食子酸及儿茶素组分(EGC、EC、C、ECG和EGCG),通过分析品种生化成分与绿盲蝽危害指数的相关系数及绿盲蝽取食后茶树生化成分的变化,探明茶树特征性生化成分与绿盲蝽的互作影响.结果表明:茶树特征性生化成分与绿盲蝽危害程度存在紧密联系,咖啡因和没食子酸含量与绿盲蝽危害指数呈显著负相关,游离氨基酸和EGC含量与绿盲蝽危害指数呈现一定正相关;绿盲蝽取食后,叶片生化成分含量出现显著变化,咖啡因含量上升,没食子酸含量下降.咖啡因是茶树抗绿盲蝽的关键生化成分,受害最轻的苔选0310中咖啡因含量最高的,且取食后增加幅度最大.

望谟地方茶树种质资源生化成分多样性分析及优异单株初筛

为明确望谟地方茶树资源生化成分特性,挖掘具有育种潜力的资源,采用高效液相色谱(HPLC)法检测20份望谟地方茶树种质生化成分,并进行统计分析和单株鉴选。结果表明,20份种质的生化成分变异幅度大,平均变异系数为32.73%;多样性较丰富,多样性指数范围为0.693~2.016,平均为1.663;酚氨比在5.41~39.51之间。通过聚类分析将20份种质分为三大类,第1类群的氨基酸含量、茶氨酸含量和咖啡碱含量最大,第3类群的茶多酚含量、酚氨比和儿茶素总量最高,第2类群居中。初筛出特异资源7份,其中高茶氨酸(≥3.0%)资源1份,高GCG(>1.5%)资源1份,高氨基酸(≥4.5%)资源5份;筛选出14份高茶多酚含量(≥20%)和4份高EGCG(≥9.0%)的潜在优良资源;通过预判其生化成分,初筛出适制绿茶的资源3份,红绿兼制的资源11份和适制红茶的资源6份。

旋转环境下的无线时钟抖动估计与修正方法

直升机旋翼表面非定常载荷测量试验中,导电滑环的性能优劣和现场环境的电磁辐射对外部时钟信号的质量影响较大,受影响的外部时钟信号会导致错误的采集动作,从而无法准确地获取特定方位角处的载荷数据。为提高外部时钟信号的品质,提出一种用于旋转环境下的数据采集系统的无线时钟抖动估计及修正方法,即外部时钟信号经无线收发模块传输,采用两组相位差90°的三角波进行等幅度斜边估计时钟抖动量,并且使用拉格朗日插值算法修正传感器的采样值。仿真与风洞表明,该方法能有效地减小外部时钟抖动造成的采集误差,对准确测量旋转环境下旋翼表面的载荷信号具有显著效果。

黄瓜离体雌核发育早期相关基因的转录组初步分析

研究黄瓜离体雌核发育早期相关基因的表达,为进一步大幅提高黄瓜未受精子房培养胚胎诱导率奠定理论基础。采用基因表达谱芯片和qPCR技术,提取黄瓜未受精子房培养早期胚珠部位总RNA,从转录组水平分析了高频基因型和低频基因型黄瓜未受精子房培养早期差异基因表达。筛选出与胚胎发育相关的基因47个,经qPCR验证,获得8个候选基因,在高频型材料培养的前6 d均呈现高水平表达,在低频型材料培养中呈现低水平表达或总体变化下降的趋势。其中3个基因与响应水杨酸、茉莉酸防御系统,响应脱落酸刺激,生长素诱导结合蛋白以及玉米素合成途径中细胞分裂素脱氢酶的表达相关;2个基因参与POD酶活性表达;3个基因分别与苏氨酸-丝氨酸蛋白激酶、水通道蛋白以及机械敏感性离子通道蛋白相关。初步认为上述8个基因是与黄瓜离体雌核发育早期过程相关的重要基因。

传声器阵列特征值滤波去噪方法

作为二阶统计量的互谱矩阵(CSM)是声学成像算法的核心输入量。为增强传声器阵列的去噪表现,研究了互谱矩阵特征值滤波的机理,并提出了两种新型的特征值滤波方法的设计准则:(1)声源互谱矩阵的Stein无偏风险估计(SURE收缩),即基于SURE准则的特征值软阈值收缩;(2)进一步提高声源互谱矩阵EYM(Eckart-Young-Mirsky)估计误差的最优收缩(Opt-Shrinkage)方法,即对声源特征值所含有的噪声进一步去除。然后,在3000个快照数,0 dB信噪比(SNR),100个传声器的环境下进行仿真。通过仿真,与经典的MUSIC方法比较原声源信号与去噪后信号的互谱矩阵对角线误差,其中MUSIC方法的互谱矩阵对角线误差为74.15%,SURE收缩为41.97%,最优收缩为20.62%。并通过改变快照数、声源数与SNR,对比了不同特征值滤波去噪方法的效果。从仿真结果上看,在少声源(少于40个)工况下SURE收缩方法的去噪效果优于MUSIC方法与最优收缩方法;在声源数超过42个后,最优收缩方法取得更显著的效果。最后,在3个声源、60个传声器数、-5 dB信噪比的声源定位实验中,SURE收缩与最优收缩均获得了相比MUSIC方法更好的去噪效果。研究表明在现有传声器阵列特征值滤波方法的基础上,对特征值的进一步处理可以得到更好的去噪效果。

调控燃烧室燃料初始分布建立稳定旋转爆轰波的方法

旋转爆轰发动机具有比传统航空航天发动机更高的燃烧效率,近年来引起人们的关注。其中,点火启动过程尤为重要。为达到一次点火就能在燃烧室内建立稳定旋转爆轰波的目的,本文提出通过控制点火前燃料初始分布来建立稳定旋转爆轰波的方法,并基于纳维-斯托克斯方程与10组分27可逆反应基元化学反应模型的数值模拟验证了该方法的可行性。对旋转爆轰波传播特性的研究表明,燃料在发动机燃烧室中的分布是影响旋转爆轰波建立的关键。在燃料喷注压力较低时此影响尤为明显,它决定了爆轰波发展第一周期内波前燃料层厚度。而波前燃料层与波的稳定传播密切相关。基于该方法,本文对燃烧室初始流速为360 m/s,喷注总压0.4 MPa的旋转爆轰发动机实现了点火至稳定爆轰,得到的爆轰波传播平均速度为1 604 m/s,频率为5 347.6 Hz。此外,燃料初始填充率作为燃料初始分布的量化指标,文中给出了它建立稳定旋转爆轰时的临界范围。

茶树对茶棍蓟马和茶小绿叶蝉抗性与叶片结构的关系

为明确影响茶树品种抗虫性的叶片关键结构性状,快速鉴定茶树抗性品种,以12个不同抗性茶树品种为材料,采用石蜡切片和扫描电镜对叶片物理结构进行测量,结合相关系数分析12个叶片解剖结构性状和13个叶片微形态结构性状与茶树对茶棍蓟马和茶小绿叶蝉抗性的关系。结果表明,高抗茶棍蓟马茶树品种叶片上表皮厚度、栅栏组织厚度、叶片茸毛密度显著大于高感品种,气孔开放率显著小于高感品种;高感茶小绿叶蝉茶树品种福鼎大白茶叶片中草酸钙晶体数最少。相关性分析显示,气孔密度、叶片茸毛密度、草酸钙晶体密度、叶表蜡质纹饰形状与茶棍蓟马虫量比值呈显著负相关,气孔开度、气孔开放率与茶棍蓟马虫量比值呈显著正相关,内气孔宽与茶棍蓟马虫量比值呈极显著正相关;栅栏组织密度与茶小绿叶蝉虫量比值呈显著负相关;其他性状无显著相关性。综合来看,茶树叶片结构与茶树对茶棍蓟马的抗性关联强于茶树对茶小绿叶蝉的抗性关联,叶片多个物理性状与茶树对茶棍蓟马抗性显著相关,气孔和茸毛是决定茶树品种抗茶棍蓟马与否的关键。

旋转运动声源的频率波动修正波束形成方法

针对前飞状态的旋翼气动噪声信号频率存在周期性波动,且频域波束形成方法只能应用于稳态声源的问题,提出一种频率波动声源的波束形成方法。该方法利用已知的声源频率变化规律进行频率修正,在时域将频率波动信号等效为单频信号,基于该单频信号进行波束形成声源定位,实现了旋转运动的频率波动声源准确定位。数值仿真结果表明,提出的方法能够在频率波动幅值为127 Hz的情况下准确呈现出声源分布情况.在旋翼模型的风洞试验中,利用提出的频域波束形成方法其声成像结果中声源最大能董位置均在旋转轨迹上,而未进行频率修正的波束形成方法结果无法准确呈现出声源的位置.该方法扩展了频域波束形成方法中的单频声源假设,实现了旋转运动声源在频率波动状态下的波束形成,适用于前飞状态下旋翼气动噪声源的声源定位。

剪切层形态对声波传播与声源定位的影响研究

声学风洞开口实验段的剪切层形态对气动噪声测量及声源定位有重要影响。以平行剪切层和扩张剪切层为对象研究了剪切层的厚度、扩张角、强度等因素对声波穿过剪切层传播规律以及声源定位的影响。剪切层的流场采用自相似的速度分布来构造,声传播模拟采用带源项的线化欧拉方程,声源定位使用基于Amiet理论的波束成形技术。研究结果表明:采用高精度的数值方法可以很好模拟声波穿过剪切层产生的折射、反射等现象;剪切层厚度、扩张角和强度等的变化对使用简化对流波动方程预测的垂直入射区影响较小,对上/下游区域影响较大,这主要体现在剪切层的存在改变了声传播的相位;剪切层厚度、扩张角和强度的增加,造成声波穿过有/无厚度剪切层的声场差别增大、基于Amiet理论定位的声源相对实际声源的位置偏移量增大。

基于最优收缩的传声器阵列部分相干噪声去噪方法

传声器阵列信号的去噪问题对波束形成方法具有重大意义。在复杂干扰环境下,背景噪声的分布不再满足传统的互不相干假设,而更趋近于部分相干。文章研究了空间噪声的分布机理和部分相干噪声理论,并提出了一种在已知声源个数下的传声器阵列部分相干噪声的去噪方法:通过声源噪声的低秩假设以及部分相干噪声的稀疏假设,基于最优收缩方法(Opt-Shrink)迭代提取传声器阵列互谱矩阵的低秩部分,实现去噪的目的。通过仿真,验证了该方法在相干通道数为10和25时,可以获得明显的成像结果;而传统针对不相干噪声去噪的对角线移除方法(Diagonal Removal, DR)在相干通道数较多时,声源定位结果较差。在强干扰低信噪比的声源定位实验中,该方法相对于对角线移除方法可以得到更好的去噪效果。

对转螺旋桨气动力和气动噪声风洞试验技术

针对对转螺旋桨气动力和气动噪声性能评估和优化研究需求,依托声学风洞,研发了1套大功率对转螺旋桨动力模拟试验装置,并发展了对转螺旋桨气动力和气动噪声风洞试验数据处理方法。对转螺旋桨动力模拟试验装置由300 kW电动机提供动力输入,由齿轮箱实现增速和内外传动轴反向旋转,由旋转轴天平测量气动力。装置完成研制后,在5.5 m×4 m声学风洞开展了对转螺旋桨气动力和气动噪声试验。结果表明对转螺旋桨动力模拟试验装置的转速控制精度优于0.5 r/min,传动效率达到97.7%,装置运行平稳、可靠;对转螺旋桨试验的拉力系数重复性精度优于0.002 1,功率系数重复性精度优于0.002 2,气动噪声重复性精度优于0.5 dB。