冷浸田起垄平整装置设计与试验

针对冷浸田终年积水、水土温度低及排水不良,需进行垄作栽培水稻的生产要求及目前缺乏相关机具的生产现状,设计了一种适宜于冷浸田作业的起垄平整装置,该装置主要由起垄辊、微垄开沟器及平整部件组成,实现大垄排水、微垄蓄水作业,利于冷浸田排水及水稻种子生长发育。根据《冷浸田机械起垄水稻栽培技术规程》,对起垄辊、微垄开沟器及平整部件关键参数进行了设计,确定起垄辊回转半径为560 mm、锥形面倒角为28°,微垄开沟器宽度为50 mm、高度为40 mm及平整部件可调节角度为5°。基于DEM-FEM耦合仿真分析确定了装置较优运行参数,当机具前进速度为0.6 m/s、旋耕刀辊转速为230 r/min、起垄辊转速为120 r/min时,土壤回流率为3.51%,并进行了起垄辊应力应变分析。田间试验结果表明,平均垄沟沟深为160.03 mm、沟顶宽为174.84 mm,平均垄顶宽为1888.89 mm,平均厢面平整度为11.26 mm,平均微垄沟沟宽为60.16 mm、沟深为36.48 mm,各项指标均满足冷浸田机械化起垄作业要求。

我国本科职业教育治理的批判性思考:场域理论的视角

基于场域理论的视角,分析我国本科层次职业教育各场域及其组织间的互动情境,以此探寻不同场域与组织间的关系。立足科层管理、育人定位、职业技能和社会空间四个主要关系场域,思考如何突破科层权力失衡、育人资本缺失、职业惯习固化、社会资源协同不足等困局,进而结合组织与场域理论的适切性,分析路径过程为“入场准备”“中场适应”“出场联动”三个阶段。为应对关系场域形成的困局,提出应从以下三个场域阶段进行治理路径探究:首先是入场的环境建构,考虑权力与文化资本的完善;其次是控场的惯习重塑,重在加深职业行动能力;最后是出场的社会资本联动,关注治理的社会化发展,以期丰富我国本科职业教育治理思路,促进治理多样化发展。

基于铷里德堡原子的频率可调谐微波电场测量

基于里德堡原子的能级调控特性实现了微波电场连续调谐测量。用铷原子气室作为微波电场传感器同时去感知待测微波场和调谐微波场,利用强调谐场对里德堡原子能级精细调节实现了待测场共振频率的同步改变,从而拓展了现有单频点微波测量的频率响应范围。在与68P_(3/2)→66D_(5/2)跃迁共振的调谐场作用下,利用测量的AT分裂光谱的幅值差来确定待测场共振频点的调谐变化,最终使共振的6.916 GHz待测场的共振频率的调谐范围从原有的30 MHz极限拓宽至150 MHz,为微波电场的量子计量及拓展应用奠定技术基础。

Nd^(3+):GdScO_(3)晶体场能级及拟合分析

采用提拉法生长出了钕掺杂钪酸钆晶体(Nd^(3+):GdScO_(3)),通过低温吸收光谱和室温发射光谱,对其中Nd^(3+)的实验能级进行分析指认,确定了Nd^(3+):GdScO_(3)的66个实验Stark能级,拟合了其自由离子参数和晶体场参数,拟合均方根误差为13.17 cm^(–1).与Nd^(3+):YAP和Nd^(3+):YAG相比,Nd^(3+):GdScO_(3)的晶场强度较弱.弱的晶体场强度有可能是Nd^(3+):GdScO_(3)晶体具有优良激光特性的原因之一.本文数据集可在https://www.doi.org/10.57760/sciencedb.15702中访问获取.

聚脲弹性体在高端领域的研究进展

总结了聚脲弹性体的发展,详细介绍了聚脲弹性体在航空航天、军事、可穿戴设备及医疗等高端领域的国内外研究情况,指出了目前研究中的一些不足之处和未来的发展方向,旨在为聚脲弹性体后续的研究提供一定的帮助。

稻田控制排水对高邮灌区河道洪水过程的影响

以高邮灌区为例,采用水文-水动力模型,研究稻田控制排水措施对河道洪峰流量、水位和洪水过程的影响。结果表明,雨前通过控制灌溉适当降低田间水位可减轻稻田出流峰值,随着稻田控制水位的增加,稻田径流峰值逐渐降低。通过稻田控制排水,可降低田间出口峰值流量,改变灌区河道洪水过程,降低河道洪峰流量和水位,减轻灌区内部以及附近河道的防洪压力。

基于高阶间断伽辽金方法的两相流数值模拟

基于高阶间断伽辽金方法对可压缩两相流问题进行了数值求解。计算区域采用非结构网格划分,对于欧拉方程以及Level Set方程分别使用牛顿法以及龙格库塔方法进行迭代求解,并通过统一算法进行数据交换,实现统一框架下Level Set方程在可压缩流场中的求解。最后,通过经典二维算例对本文所提算法展开验证。通过Zalesak圆盘等算例验证了算法的高分辨率、质量守恒性及其在处理大变形问题上的优势,然后对左行激波通过氦气气泡的数值模拟,验证了本文算法对流场两相流界面复杂形状的高精度捕捉能力。

物理因子促进干细胞的成骨分化

背景:针对骨缺损传统修复方法的局限性,干细胞广泛应用于再生医学的研究。化学性因子是当前的研究热点,但是近年来的研究证实,国内外应用物理因素调控干细胞分化的研究不断深入,物理因子联合生物支架在骨组织工程中为解决骨缺损修复难题提供了一种新的思路和方法,具有良好的发展前景。目的:就物理因子如电磁场、超声等对干细胞成骨分化的分子机制以及信号通路的调控、在骨组织工程中应用的可行性等方面做一总结。方法:应用计算机检索中国知网和PubMed数据库中近20年的相关文献,在标题和摘要中以“干细胞,骨缺损,成骨分化,电磁场,超声,冲击波,低强度激光,机械力,骨组织工程”或“stem cell,osteoporosis,osteogenic differentiation,Electromagnetic Fields,Ultrasound,Bone Tissue Engineering”为检索词进行检索,对相关文章94篇进行综述分析。结果与结论:(1)物理因子作为一种无创、非接触的辅助疗法对骨组织工程有着显著影响,在调控干细胞的成骨分化、促进细胞的增殖以及在骨工程支架内的生存能力方面有着积极作用。(2)除了激活信号通路和成骨基因转录外,物理因子还可以改善血管化、增加支架中形成的骨的体积、面积和厚度,可以促进骨整合,提高骨支架再生健康骨组织的成功率。(3)然而,将物理因子用于骨组织工程的研究均采用不同的实验条件,如支架类型、细胞类型及干预条件等,无法直接进行比较以确定最佳参数设置,在临床应用中,这些不同干预对促进骨折愈合的有效性研究结果也缺乏一致性,因此未来还需要进一步确定物理因子用于骨组织工程的最佳参数。(4)总体而言,物理因子作为一种理想的辅助疗法,在与各种生物材料结合并应用于骨组织工程方面具有巨大的潜力。

低空复杂风场全天候雷达精细探测技术

低空复杂风场通常指距离地面高度600 m以下,局地风速、风向快速变化的风场.其全天候大范围精细探测是雷达科学、气象学等领域的长期难题.低空复杂风场的全天候雷达精细探测涉及传感器设计、三维风场反演和全天候融合等关键技术.本文从激光雷达探测、微波雷达探测、全天候融合及特征危害提取等方面对风场探测的技术内涵及研究现状进行了梳理,并分析了发展趋势,为低空复杂风场全天候精细探测技术发展与应用提供参考.

南极宇航员海夏季水文结构变化特征研究

本文基于中国南极考察(CHINARE37-38)在宇航员海获取的海洋综合站位观测数据,结合海冰密集度、WOA23和ERA5再分析资料等,分析了该海域主要水文结构及其变化特征。结果表明:宇航员海夏季水团包括南极表层水(分为夏季表层水与冬季残留水)、绕极深层水、变性绕极深层水和南极底层水。夏季表层水均分布在表层50 m深度以浅,呈现出南冷北暖的趋势。66°S以南的冬季残留水最厚,最深可达200 m左右。绕极深层水向南侵入的趋势明显,CHINARE-38绕极深层水向上涌升的高度较CHINARE-37高出10~20 m。夏季表层水的高温高盐核心位于中心海域无冰区,因为无冰海域的表层海水长时间接收太阳短波辐射而温度较高。近岸海域因冰融水导致局部夏季表层水降温淡化。宇航员海中心海域海面风场维持低气压气旋式环流,次表层水体通过Ekman抽吸上升冷却表层暖水,导致表层与次表层水体混合加强,绕极深层水向南侵入并向上涌升。

一种稻田开厢平整装置的设计与应用

【目的】水育秧以人工开沟抹平厢面为主,水稻田机械开沟开厢难以成型且厢面平整不一,易导致秧苗出苗不一致,影响育秧质量。【方法】课题组立足生产实际和科研试验标准化需要,以水稻水育秧和水直播的厢面和开沟的尺寸要求为主要指标依据,设计出了一种开厢平整一体化机械装置,并进行了实地调试优化。【结果】该装置可实现开厢平整一体化,且可根据实际需要对厢面宽度和沟宽、沟深进行调节,厢面宽度调节范围为1.5 m~3.0 m,沟宽调节范围为0.3 m~0.5 m,沟深调节范围为0.1 m~0.3 m,满足科研试验水育秧或水稻直播生产的要求。【结论】该装置有效地保障了科研试验的标准化,提高了田间生产的统一水平和开沟开厢的效率,降低了生产用工成本,具有较好的应用前景。

高含硫酸性气田集输管道地质灾害防治管理关键技术研究

高含硫气田多处于地质条件多样、地质灾害发育的复杂山区,一直以来集输管道地质灾害难以进行全面管理。为解决这一难题,研发了自动化实时监测设备与开源数据库MySQL相结合地质灾害防治管理体系,从原理、监测内容、数据要求等多个方面建立适合于复杂山地高含硫气田集输管道地质灾害防治体系,明确了各类地质灾害监测内容,进行集输管道地质灾害数据管理,确定集输管道地质灾害危险等级,采用自动化监测设备实现了高含硫气田集输管道地质灾害全天时、全天候监测预警,打破了地域限制,实现跨地域协同工作。基于MySQL数据库建立某含硫气田地灾管理数据库,对地质灾害评价结果中不同类型、危险等级的地质灾害点进行归纳分类,实现气田地质灾害统一管理,指导气田集输管道定向监测。

基于异构平台的卷积神经网络加速系统设计

在计算和存储资源受限的嵌入式设备上部署卷积神经网络,存在执行速度慢、计算效率低、功耗高的问题。提出了一种基于异构平台的新型卷积神经网络加速架构,设计并实现了基于MobileNet的轻量化卷积神经网络加速系统。首先,为降低硬件资源消耗以及数据传输成本,采用动态定点数量化和批标准化融合的设计方法,对网络模型进行了优化,并降低了加速系统的硬件设计复杂度;其次,通过实现卷积分块、并行卷积计算、数据流优化,有效提高了卷积运算效率和系统吞吐率。在PYNQ-Z2平台上的实验结果表明,此加速系统实现的MobileNet网络推理加速方案对单幅图像的识别时间为0.18 s,系统功耗为2.62 W,相较于ARM单核处理器加速效果提升了128倍。

基于超声辅助的汽车微小零部件内部缺陷无损检测方法

为了更准确、全面地分析汽车微小零部件缺陷,基于超声辅助的方式,设计了内部缺陷无损检测方法。根据超声波传播反射情况及声场变化,采集微小零部件图像;通过融合边缘信息消除图像中噪声,分割图像主体并完成边缘识别,确定存在内部缺陷的区域;利用核主成分分析技术,通过降维处理方式确定缺陷区域特征,进而完成无损检测。结果表明:利用所提方法获取的零部件图像清晰,缺陷检测准确率始终高于95%,对气泡和气孔缺陷的检测时间小于6 s,对裂纹缺陷的检测时间小于8 s,说明所提方法对内部缺陷的定位准确度和识别效率均较高。

基于系统动力学的交通领域氢能需求预测

为预测“双碳”目标下氢能的需求,充分挖掘与氢能需求相关的影响因素,构建了基于系统动力学的交通领域氢能需求预测系统。绘制了交通领域氢能需求预测系统的因果关系图和系统流图,重点考虑公共汽车、重型卡车和家用汽车的氢能替代,通过历史数据检验模型的有效性,以新疆地区为例,设置低速、中速、高速3个发展水平来分析政策支持和经济投入对交通领域氢能需求的影响。模拟结果表明,交通领域的转型在2030年前发展得较为缓慢,政策和经济投资的影响在之后会逐渐明显,发展水平越高各类交通工具的增长幅度会越来越大,至2050年高速发展水平下的平均氢能替代率会达到低速发展水平下的2.2倍,高速发展水平下的售氢回报会达到低速发展水平下的2.5倍。

库水位下降叠加降雨作用时堆积层滑坡渗流-变形机制

随着水库工程的兴建,库区堆积层滑坡变形失稳的问题日益突出。该类滑坡变形往往发生在库水位下降期,且在降雨作用下更加明显,库水位下降与降雨共同作用下滑坡的渗流-变形机制是其中的关键科学问题。以三峡库区万州石龙门滑坡为原型,通过设计物理模型试验,分析在库水位下降叠加不同强度降雨作用时,坡体的宏观现象及坡内的压力变化,揭示了堆积层滑坡在复杂水文条件下的渗流-变形机制。库水位下降对坡体前缘渗流的控制作用更加明显,而降雨会显著抬升坡体中后部水头,两者联合会增大坡内水力梯度从而诱发坡体变形。此类滑坡在库水位下降时的渗流-变形机制为:无降雨作用时,受坡体内外水头差影响仅出现浅层的坡表冲刷型作用,在联合降雨作用下,则转为动水压力型作用,在百年一遇暴雨条件下,坡体在高水位附近出现裂缝,进而发生整体变形,最大位移量可达58.3 mm。本研究成果可为复杂水文条件下堆积层滑坡风险防控提供理论依据。

面向架空输电线路的防外破装置设计

针对传统防外破技术抗干扰能力弱、适配性低、报警效果差以及平板电容型传感器对称结构中存在的边缘效应问题,研制一种适用于多组态与多电压等级架空输电线路的防外破装置。首先,分析感应电压与场强关系,进行等位环结构改进并完成PCB设计制作,利用Ansys Maxwell搭建多组态与多电压等级架空输电线路仿真模型,为报警阈值设定提供理论依据;其次,完成防外破装置的硬件与软件设计,实现不同线路情况下的电压档位选择、电场信号采集处理以及声光报警等功能;最后,搭建10 kV模拟架空输电线路高压实验环境并进行现场验证,测试分析装置的工作性能。结果表明,所设计的防外破装置感应电压测量平均相对误差在3%以内,与测试电压线性相关系数R=0.9997,其变化规律符合电场分布规律;现场报警成功率为100%,装置稳定可靠、兼顾精准性与线性度要求。

基于FPGA的永磁同步电机速度控制

针对永磁同步电机(PMSM)速度控制器中采用传统PI控制存在响应速度慢、超调量大以及容易出现积分饱和等问题,设计了采取Anti-Windup策略的速度控制器,并在现场可编辑逻辑门阵列(FPGA)中实现对PMSM的控制。首先采用高层次综合技术(HLS)对PMSM伺服控制关键模块完成建模,其次封装成IP核导入到工程中,最后下载到FPGA芯片上完成对PMSM的控制。经过与传统PI控制器实验比较,使用该速度控制方法超调量减小到4.3%,在负载处转速下降了14r/min,调节时间为0.01s,具有良好的动态性能和抗干扰性能,满足永磁同步电机伺服控制系统的应用需求。

一种舰船高精度感应磁场快速正演建模方法

为了解决矢量积分方程法计算舰船感应磁场时效率较低和计算量较大的问题,提出一种基于简化标量磁位的积分方程正演模型,并引入多层自适应交叉近似(MLACA)算法,不仅能够保证磁场计算精度,还能大幅减少计算机的内存需求和计算时间。数值仿真表明,使用基于MLACA的标量积分方程法能够快速获取高精度的铁磁物体感应磁场。针对舰船铁磁材料的磁性参数不易获取的问题,基于磁场实测值和正演耦合模型,以磁场拟合度、磁化率先验分布和光滑约束条件为目标函数建立磁化率反演模型,并采用模拟退火(SA)算法优化得到等效磁化率的空间分布。球壳数值仿真和船模试验结果表明,磁化率反演优化模型有效可行,其中球壳磁场的预测误差为2.2%,船模磁场的预测误差约为4.8%。

基于SRIO总线的光纤通信测试系统设计与实现

针对基于线阵电荷耦合元件(CCD)成像原理的调焦调平系统强实时性、高同步性及高数据率的特点,设计了一种基于串行RapidIO总线协议的光纤通信测试系统。该系统以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心,以光纤为传输介质,通过串行RapidIO总线协议完成对调焦调平系统性能验证过程中的指令控制和图像数据传输。基于双存储器(FIFO)缓冲的SRIO接口设计使得该测试系统具有较强的通用性和实用性。测试结果表明,该系统光纤接口数据传输速率达440 MB/s,能够满足调焦调平系统性能验证对数据传输速率及正确性的需求。