基于有限元模型的上海市常见园林树种抗风性研究

风害是园林植物受到的主要自然灾害之一,每年由于台风导致的园林树木断枝倒伏等现象频频发生,严重威胁了城市的生态安全。树木形态差异是影响树木稳定性的主要因子,以15种上海市常见园林树木为研究对象,探究不同冠层特征对树木稳定性影响及不同树形对分枝特征变化的敏感性。通过对研究树种的有限元建模进行树木自振和风致破坏模拟,计算得到树木的力学响应特征值,然后结合树木断裂的失效弯矩和树木弯矩在不同风速条件下的变化规律,预测树木断裂的临界风速,结合灾后实地调研结果,综合比较不同树种的抗风能力。

不同营养元素配比对大花序桉林木生长的影响

[目的]开展N、P、K、B不同营养元素配比组成的处理对17月生大花序桉(Eucalyptus cloeziana)林木生长试验,筛选林木生长效果好的试验处理。[方法]以N、P、K三大营养元素和微量元素B为试验因素,采用正交试验并建立包括CK(不施肥)在内的试验林,根据各处理施肥后林木生长量变化的分析结果,筛选最佳施肥处理。[结果]施肥后600 d左右,对林木胸径生长的影响的元素从大到小排序为P、B、K、N;而对树高、单株材积生长的影响的元素从大到小排序为P、K、N、B;施肥处理与CK间及不同施肥处理间均在林木胸径、树高、材积增长量上有极显著或显著差异,处理⑧、⑨、④、⑤的林木胸径、树高、材积生长量均分别排第1~4位;CK的林木增长量最小。综合林木增长量与施肥效率的分析结果,选择处理④为最佳施肥处理,施肥后600 d其林木胸径、树高、材积增长量比CK分别高出36.4%、11.7%、54.3%。[结论]大花序桉幼林追肥可参考的施肥处理为处理④,其有效养分总量为460.25 g/株(N 34.2%、P 26.6%、K 38.0%、B 1.2%),分2年施放,每年1次,第1次用量占42.9%,第2次占57.1%。

木棉树形结构和叶性状对生境要素的响应研究

植物形态结构是植物本身与外部环境共同作用的结果。为了分析木棉树形结构与叶性状的相关关系,探索地形、土壤和气象要素对木棉生长的影响,以及揭示木棉的生长策略和适应机制,该文以云南省西双版纳国家级自然保护区内230棵木棉为研究对象,测定6个树形结构指标,8个叶性状指标以及所在区域地形、气象、土壤养分等生境要素,使用结构方程模型和变差分解分析各生境要素对木棉树形结构和叶性状的影响和解释度。结果表明:(1)木棉树形结构各观测指标之间、叶性状各观测指标之间存在相关性(P<0.05)。(2)生境要素各观测指标对木棉生长具有较强影响,其中年均降雨量、坡度、平均温度对木棉生长指标的解释率较高,是影响木棉生长的主要生境指标。(3)从标准化路径系数看,3个生境要素对木棉树形结构和叶性状影响具有一致性,均表现为地形要素>气象要素>土壤要素。(4)3个生境要素叠加解释了树形结构和叶性状分别为43.5%和12.3%,表现出树形结构对生境环境的响应大于叶性状对环境响应的特点。研究结果初步探明了木棉不同生长指标对环境要素的适应策略,为木棉在异质生境的培育、繁殖以及木棉人工林高效经营等提供了理论依据和实践参考。

基于特征分区的奇异域积分单元细分法

针对传统方法难以解决积分方程中的奇异性问题,提出一种基于特征分区的奇异域积分单元细分法,该方法基于体二叉树数据结构对不同类型体单元自适应细分,能精确计算任意源点位置的三维奇异积分,消除积分的奇异性.在笛卡尔坐标系下,通过在源点构建包围盒对体单元特征分区,将体单元划分为腔面投影区域和单元细分区域,依照细分准则对单元细分区域递归细分,采用腔面重构算法和投影算法,重新在源点附近生成高质量的积分子单元.数值算例表明,该方法的积分计算精度、稳定性优于传统单元细分方法.

基于激光扫描和形貌等效的行道树风荷载模拟

行道树风荷载的准确模拟是对其开展风致失效模式分析以及加固处置的先决条件.为精确模拟行道树的风荷载,提出一种基于三维(three dimensional,3D)激光扫描与树冠形貌等效融合的典型行道树风荷载数值模拟方法,对典型行道树的风致失效模式进行了探讨.首先通过移动式3D激光扫描建立山茶树和南洋楹两种行道树的点云模型,并采用树冠形貌等效方法构建了两种行道树数值分析模型;然后探讨等效建模方法中模型尺寸随风速变化的折减规律;最后分析行道树模型在不同等级风速作用下的风振响应特性和失效模式.研究表明,基于3D激光扫描和树冠形貌等效的行道树风荷载模拟方法可准确模拟行道树风荷载特性,行道树顺风向阻力模拟值与试验值的误差在5%以内;树木破坏形态以弯曲破坏为主,且树木各级枝干初始破坏呈现出3级枝条、2级枝条、1级枝条和主干的顺序特征,但在风速较大时则出现主干或重要枝干破坏先于次要枝干的现象.本研究提出的树冠形貌等效的行道树风荷载模拟方法精确性良好,对城市行道树风致易损性分析以及城市绿化系统的防灾减灾规划具有重要指导意义.

基于课程思政的果树栽培学教学大纲设计与探索

该文在学情分析、教学目标、教学方法、教学内容和课程考核等方面融入课程思政、挖掘思政要素,基于课程思政对果树栽培学教学大纲进行设计与探索,通过在专业知识理论教学和实践过程中开展思政教育,在促进学生准确掌握果树栽培专业技术、提升实践能力的同时,将立德树人作为高校人才培养的中心环节和根本任务,促进学生文化素养、道德素养、哲学素养的提升,取得教书育人相得益彰的效果。

基于元素树模型的GUI软件自动化测试用例生成

随着计算机技术飞速发展,软件行业展现出蓬勃的生机与活力,软件测试作为软件开发流程中不可或缺的一环,是软件质量保证的关键。但GUI软件的结构日益复杂,其手工测试也受限于人力资源、测试效率、测试成本等因素。因此,本文针对GUI软件自动化测试需求,对控件元素进行分类,提出一种元素树模型,用于测试用例生成,以实现自动化测试。通过实例证明该元素树模型可以增加自动化测试用例推荐的准确性,有效地节约测试成本和时间,为GUI软件自动化测试用例生成提供了可行的方法。

语境化视域下城市道路景观分析

城市道路景观并非独立存在,其不仅是城市景观的构成部分,具有美化城市环境、塑造城市形象、传承地域文化等作用,还与周围环境“语言”形成契合的整体。文章以语言学的“语境化”为切入点,以泉州城市道路景观为对象,从语境化的角度分析道路空间、植物景观、铺装、景观小品、公共服务设施的语境化表达。结果表明:泉州城市道路利用空间、植物、铺装、小品、公共服务设施等景观要素融合地域、城市、自然等语境元素,塑造出独特的语境化城市道路景观,实现道路景观的语境化表达。对地域景观元素的表达、城市文化和精神形象的传承、城市名片的提升起到了非常重要的作用。

大型核桃树振动响应特性与落果试验研究

为确定大型核桃树的振动响应特性,探究大型果树机械化摇振采收方法,以南疆大型核桃树为研究对象,利用ANSYS进行有限元分析获取各分枝振动响应特性;应用自主研发摇振收获设备进行扫频试验及落果试验研究,对各主枝进行共振频率检测,通过各分枝上的传感器获取的频率-加速度幅值曲线,确定曲线峰值对应的共振频率;最后,进行摇振落果试验,对比各主枝在不同共振频率下的落果情况。结果表明:大型果树同一主枝及其上侧枝共振频率相同,各主枝共振频率在22~26 Hz之间;同一主枝上的各检测点加速度响应曲线整体呈现先增加后减小的趋势,距离激振位置越远,加速度响应幅值越大;在共振条件下收获,能够获得更高的落果率。为此,提出一种基于大型核桃树主枝共振频率的摇振采收方法,通过获取主枝处的共振频率,以各主枝共振频率进行多次摇振收获作业,实现共振条件下以较低激振能量获得最大振动响应收获,可有效提高收获效率和采净率。研究结果可为大型果树摇振采收方法提供理论基础。

叶面喷施微生物制剂对苹果树体生长、果实表型性状和叶片营养元素的影响

为了分析叶面喷施微生物制剂对苹果树体生长、苹果果实表型性状和叶片营养元素的影响,设置了3种常用微生物制剂(T_(1):巨大芽孢杆菌菌剂、T_(2):枯草芽孢杆菌剂、T_(3):密旋链霉菌剂),分别按照不同剂量(10、20、30 g/667 m^(2))进行叶面喷施,对比分析了不同微生物制剂在不同施用剂量下对苹果生长、果实及营养指标的影响。结果表明:当T_(1)微生物菌剂的施用剂量为20 g/667 m^(2)时,苹果树冠径、干径、新梢长度、新梢粗度、百叶鲜重、百叶干重等树体的生长情况最佳;当T_(1)微生物制剂的施用剂量为20、30 g/667 m^(2)时,苹果果实单果重、果实横径、果实纵径、果柄粗度等表型性状指标较高,而果柄长度较低;T_(1)、T_(3)微生物制剂的施用剂量为30 g/667 m^(2)时,苹果叶片中的N、P、K含量均较高,且前者的Ca和Mg含量更高;T_(2)微生物制剂在果树树体生长、果实表型性状和叶片营养元素含量方面均低于T_(1)、T_(3)微生物制剂。综上,巨大芽孢杆菌菌剂的施用效果在3种微生物菌剂中最为理想,最佳施用剂量为20 g/667 m^(2)。

计及双界面的电缆绝缘水树缺陷时域反射解析模型

配电网中中压电缆的敷设条件相对较差,在环境水分和工作电压等因素的共同作用下容易在绝缘中生成水树缺陷,影响电缆绝缘的性能。时域反射法(TDR)可用于检测电缆故障,近来也有研究将其用于检测电缆绝缘局部缺陷,但检测结果与绝缘缺陷情况的关联尚不明晰。针对此问题,该文基于等效电路原理推导了同轴绝缘含水树缺陷时的等效介电常数,在此基础上结合传输线理论建立计及双界面反射的时域解析模型,可用于分析与预测电缆绝缘局部存在水树缺陷时TDR实验的反射波形。通过制作含模拟水树的电缆试样并进行TDR实验,考察了模拟水树缺陷的含水量、缺陷段长度和电导率等因素对TDR实验结果的影响。结果显示,模拟水树的TDR实验结果与解析模型的计算结果具有较好的对应性,初步验证了该模型用于分析与预测电缆绝缘局部缺陷反射特性的有效性。预期该解析模型有助于为TDR在电缆绝缘水树检测中的应用提供参考。

树形控件(Tree View)在管理信息系统中的应用

首先介绍使用Tree View控件时涉及主要的方法、属性和事 件。重点介绍在应用系统中如何把数据表中具有层次的数据信息加到Tree View控件中以及 如何在维护Tree View控件中实现即见即所得的方法，给出了它们实现的算法。

风载荷下树木稳定性的无损评估方法

为解决树木在风载荷下易发生安全事故,造成人员伤亡和财产损失的问题,研究一种基于无损重构技术和有限元分析的风载荷下树木稳定性的评估方法,通过探地雷达(Ground Penetrating Radar, GPR)无损获取根系构型,结合三维重构技术和阻力公式构建风载荷下的树木模型,根据模型的有限元分析结果评估树木稳定性状况。通过仿真和对古侧柏(Platycladus orientalis)现场试验,分析不同根系构型和不同土壤参数对树木稳定性的影响。结果表明,水平浅根和土壤参数是影响树木稳定性的2个重要因素,得到与现有研究中相同的等效应力变化趋势。研究证明GPR所获取的根系构型可以作为树木稳定性的重要评价指标,验证研究结果在实际树木风险评估工作中的可行性。

思政教育在“果树栽培学总论”课程中的应用——以河北农业大学为例

大学教育承载着立德树人根本任务,高校课堂在传授专业知识的同时,也应发挥课程育人作用。将思政教育融入课程教学的每个环节中,加强学生专业素养和德行的共同培养,实现全方位、全过程育人。“果树栽培学”是园艺专业核心课程之一,在培养高素质专业型园艺人才和服务乡村振兴中发挥着重要作用。以河北农业大学“果树栽培学总论”课程为例,充分挖掘课程教学过程中蕴含的思政元素,将思政教育润物无声地融入课程教学的各个环节,以期为农林高校园艺专业课程思政教育提供参考。

某40 MW汽轮机组末级长扭叶片枞树型叶根设计

介绍了某40 MW汽轮机组末级长扭叶片的两种枞树型叶根结构,比较了两种叶根结构采用传统算法时的应力情况,评估了枞树型叶根优化的可行性,并建立了长扭叶片的有限元分析模型。通过对长扭叶片与轮槽进行有限元计算,分析了汽轮机末级长扭叶片枞树型叶根过渡段轴向长度及轮缘处叶根轴向斜角在不同取值时叶根的最大等效应力,确定了枞树型叶根的几何参数,同时为保证叶片和机组的安全可靠性,建立了长扭叶片的模态分析模型,分别计算了叶片在4 900 r/min和5 000 r/min时的前3阶的固有频率,确定其动频振动特性,避免共振的发生,最终达到了优化汽轮机组末级长扭叶片枞树型叶根结构的目的。同时建立的长扭叶片有限元分析模型为今后同类叶片设计问题提供了理论支持和解决方案。

密云水库上游不同造林树种叶片-凋落物-土壤生态化学计量特征

平原生态林作为北京人工林生态系统的重要组成部分,探究其生态化学计量特征是揭示平原造林后森林生态系统物质周转和养分循环等生态功能的关键。本研究以北京市密云水库上游平原生态林区域的刺槐、侧柏、臭椿和白榆4种林分为对象,采用野外取样和室内实验分析相结合的方法,研究4种造林树种叶片-凋落物-土壤的碳(C)、氮(N)和磷(P)生态化学计量特征及其相关性。结果显示:4种树种叶片、凋落物和土壤中C、N和P的含量呈现显著差异,其中白榆的C含量在叶片、凋落物和土壤最高,4种树种鲜叶和凋落叶C︰N︰P化学计量比存在显著差异。4种树种鲜叶C︰N与C︰P均表现为白榆>刺槐>臭椿>侧柏。4种树种凋落叶N︰P表现为刺槐>臭椿>侧柏>白榆,且三者之间存在显著差异性。土壤C︰N,C︰P、 N︰P与SOC和TN含量有非常显著的相关性(P<0.01),说明植物体内的养分需求与土壤的SOC和TN养分供应有一定的关联。该区域刺槐、臭椿、白榆叶片N/P为16~19,说明这3种树种生长可能受P的限制。研究结果表明,在未来北京平原生态林养护管理中,可以通过开展合适的树种混交和提高树种多样性来有效改善养分限制,提高林分养分循环能力,维持林分长期生产力。

树状空间网格钢结构的模块化建造全过程模拟

新颖的建筑造型和严苛的施工环境对传统建造方法提出了挑战。基于某树状空间网格钢结构项目,提出了一种模块化建造施工方案,即预先对结构进行施工段分解,然后借助龙骨支撑架配合拉索将结构施工段逐块叠加、逐层安装。为了验证方案安全可行,借助有限元分析软件,对树状空间网格钢结构模块化建造过程中的结构施工段进行静力分析,并对“树干”和“网壳”的各施工段和整体结构进行了考虑初始几何缺陷和材料弹塑性的双重非线性的稳定性分析,模拟结果均满足规范要求。静力分析和稳定性分析的结果表明:树状空间网格钢结构的模块化建造受力合理,方案安全可行。

水下采油树油管挂C型锁环高效力学分析

为了有效解决水下采油树与油管悬挂器锁紧时,C型锁环与其驱动部件接触非线性和大变形非线性导致的计算收敛困难、速度慢的问题,提出了一种直接在C型环上加载径向位移替代传统驱动部件加载的方式进行有限元分析,并结合与驱动部件之间的力学关系推导获取C型环力学分析结果的方法。建立了C型锁环在径向位移加载下的理论数学模型,通过有限元分析验证了理论模型的正确性;结合实际应用模型,验证了该力学分析方法可有效提升有限元分析的收敛速度,具有较强的可行性与高效性,对类似部件力学性能分析具有重要的借鉴意义。

柚XTH基因家族全基因组鉴定与分析

木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(XTH)是植物细胞壁修饰和重塑的关键酶之一,在植物生长发育和抗逆性方面发挥着关键作用。利用生物信息学方法对柚XTH基因家族进行鉴定与分析,共鉴定出24个CgXTHs,分为4组;CgXTHs蛋白的氨基酸长度为212~564 aa,等电点在4.99~9.12之间,分子量为24.85~64.68 kD;柚XTH基因家族成员之间基因结构和蛋白结构分布具有相似性;共线性分析发现,柚与拟南芥的共线性基因多于柚与水稻间的共线性基因;柚CgXTHs基因家族启动子区域中发现大量光响应、激素响应、生长发育、非生物胁迫相关的顺式作用元件;所有的成员都含有1个或多个非生物胁迫相关的顺式作用元件,揭示CgXTHs基因家族可能在非生物胁迫中起着重要作用。

Seasonal Evolution of the Rhizosphere Effect on Major and Trace Elements in Soil Solutions of Norway Spruce (<i>Picea abies Karst</i>) and Beech (<i>Fagus sylvatica</i>) in an Acidic Forest Soil

In low-nutrient ecosystems such as forests developed on acidic soil, the main limiting factor for plant growth is the availability of soil nutrients. The aim of this study was to investigate in a temperate forest: 1) the influence of the rhizosphere processes on the availability of nutrients and trace elements during one year period and 2) the seasonal evolution of this rhizosphere effect. Bulk soil and rhizosphere were collected in organo-mineral and mineral horizons of an acidic soil during autumn, winter, and spring under Norway spruce (Picea abies Karst) and beech (Fagus sylvatica). Soil solutions were extracted by soil centrifugation. Rhizosphere solutions were enriched in K, and in Ca, Mg, and Na (principally in spring) compared to those of the bulk soil. Our study reveals seasonal variations of the rhizosphere effect for Ca, Mg, and Na under both species, i.e., higher enrichment of the rhizosphere solution in spring as compared with that in autumn and winter. An enrichment of the rhizosphere solutions was also observed for trace elements regardless of the season under both species in the mineral horizon, only. In contrast, seasonal variations of the rhizosphere effect for the trace elements were observed in the solutions of the organomineral horizon under beech, i.e., enrichment in autumn and depletion in winter. This study demonstrates that rhizosphere biological activities significantly increase nutrient bioavailability during the growth period. These complex interactions between roots, microbial communities and soils are a key-process that supports tree nutrition in nutrient-poor forest soils. This research also reveals that rhizosphere processes a) occur throughout the year, even in winter, and b) influence differently the dynamics of nutrients and trace elements in the root vicinity of the organo-mineral horizon.