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期刊信息/Journal information
农业工程学报
中国农业工程学会
农业工程学报

中国农业工程学会

朱明

半月刊

1002-6819

tcsae@tcsae.org

010-65929451，65910066转2503、3503

100125

北京朝阳区麦子店街41号

农业工程学报/Journal Transactions of the Chinese Society of Agricultural EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《农业工程学报》是由中国农业工程学会主办的全国性学术期刊,自2005年始为单月刊。编委会名誉主任:汪憨华院士,编委会主任兼主编:杨邦杰教授《农业工程学报》为全国中文核心期刊,在最新版的《中文核心期刊要目总揽》中位居"农业工程类"期刊榜首；2001年入选中国期刊方阵"双效"期刊；被中国科协主办的《中国学术期刊文摘》选为首批收录期刊；先后被美国工程索引(EI Page one)、英国国际农业与生物中心(CAB International)、检索系统、数据库收录。
正式出版
收录年代

    无人农机作业环境感知技术综述

    万欢欧媛珍管宪鲁姜锐...
    1-18页
    查看更多>>摘要：推进农业装备智能化能够有效解决农业劳动力短缺的问题.环境感知是农业装备智能化的首要条件.然而,农业环境的动态变化和非结构化特性限制了无人农机的环境感知能力.该文对无人农机的作业环境信息感知技术进行全面梳理,首先介绍了无人农机作业环境的典型要素和各类感知传感器,并分析了不同传感器的优缺点,然后分别从障碍物感知、作物行感知和农田边界及高程信息感知等方面,对无人农机作业环境信息感知技术进行归纳总结,最后讨论了无人农机作业环境信息感知技术面临的挑战及发展趋势,旨在推动环境感知技术在农业领域的应用,促进农业机械的智能化转型.

    农业机械传感器无人驾驶环境感知多传感器融合

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    辣椒机械式自动精量排种器设计与试验

    李旭廖俊卿曾金平胡齐深...
    19-29页
    查看更多>>摘要：辣椒漂浮育苗具有占地面积小、育苗周期短和椒苗品质好的优点,播种环节要求一穴一粒精量播种,通常采用人工点播,存在劳动强度大和播种效率低的问题.针对以上问题,该研究以磁力回位型排种器为基础,设计了一种适于辣椒漂浮育苗的机械式自动精量排种器,并对关键机构进行设计,通过单因素试验获得曲柄直径、曲柄电机工作转速和种量的较优区间,以单粒合格指数、重播指数和漏播指数为指标进行三因素三水平正交试验,建立回归模型,并进行参数优化.试验结果表明,在排种器旋转倾角30°、旋转电机角速度0.07rad/s(即生产率240盘/h),曲柄直径为30 mm、曲柄电机转速为230r/min、种量为4千粒时,排种器的播种效果较好,单粒合格指数为91.04％,重播指数为5.21％,漏播指数为3.75％,相比于人工操作磁力回位型排种器,单粒合格指数提升了 5.81个百分点,重播指数降低了 6.45个百分点,满足辣椒漂浮育苗的播种要求,可为辣椒育苗轻简化生产和小籽粒种子的机械式精量排种器研究提供参考.

    农业机械排种器辣椒漂浮育苗精量播种

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    基于DEM-MBD的油茶林分层切抛式开沟刀组研制

    曾熠蒋啸虎吴明亮赵智豪...
    30-42页
    查看更多>>摘要：针对油茶种植林地土壤粘重板结环境下因刀片剧烈冲击导致开沟效果不理想、功率消耗较大和机具振动的问题,该研究设计了一种油茶林分层切抛式开沟刀组.根据油茶开沟施肥的农艺要求,分析土壤与切土刀片间的相互作用、建立土壤颗粒在抛土刀面上的动力学微分方程,得到影响刀组切抛性能的关键因素为偏心系数、最大工作半径r1处滑切角、安装角和刀轴转速.通过EDEM-RecurDyn耦合仿真,以作业功耗与沟深稳定性系数为评价指标进行单因素及二次正交旋转组合试验,基于NSGA-Ⅲ算法对构建的二阶多项式响应面模型进行循环逼近优化,确定最优参数组合为:偏心系数1.3、最大工作半径r1处滑切角64.7°、安装角55.1°、刀轴转速301 r/min,与对照组单一外层切土刀和正装抛土刀的组合方式相比,最优参数组合下分层切抛式开沟刀组的扭矩波动降低率为21.53％.田间试验结果表明,最优参数刀组下仿真与田间试验的作业功耗、沟深稳定性系数相对误差分别为10.25％和4.55％,验证了耦合仿真模型的准确性;田间试验的作业功耗与沟深稳定性系数分别为25.96 kW和88.31％,比功耗和现有的果园开沟刀组相比降低了 8.31％,沟深稳定性系数满足国家相关标准的技术要求,研究结果可为油茶林开沟刀组的设计和优化提供理论支撑与参考.

    农业机械仿真DEM-MBD耦合油茶林开沟刀组分层切抛

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    超大颗粒肥水田气力深施加速器设计及参数优化

    辛明金张曼朱仰昆姜志文...
    43-52页
    查看更多>>摘要：为解决水稻撒施追肥存在的肥料流失、利用率低及机械深施肥工作部件易堵塞、伤根等问题,该研究设计了一种用于水田深施追肥机的超大颗粒肥气力式加速器.该加速器利用双螺旋高压气流,在其与肥料上端构成的近封闭空间内加速超大颗粒肥,实现其高速射入泥壤,并可避免肥料颗粒与管壁碰撞;出口设置渐扩管扩散气流,可减轻对泥壤的冲击,提高施肥位置的稳定性.根据超大颗粒肥参数与加速器功能要求,确定了加速器的结构参数,并根据肥料入泥深度所需的射出速度,分析确定了加速器的工作参数.在此基础上,基于Fluent软件的六自由度重叠动网格建立了加速器仿真模型,以进口气流速度、螺旋角和加速管直径为试验因素,进行单因素仿真试验与三因素三水平Box Behnken组合仿真试验,研究各因素对肥料射出速度与气流扩散率的影响.多因素试验分析及响应面分析结果表明,加速器的最佳工作参数为进口气流速度47m/s、加速管直径21 mm、螺旋进气口螺旋角43°.在此条件下进行台架验证试验,得到肥料射出速度均值为12.61 m/s,出口气流扩散率均值为85.5％,肥料入泥平均深度为4.7 cm,达到了水稻追肥要求.该研究可为超大颗粒肥水田气力深施追肥机设计提供参考.

    农业机械设计试验超大颗粒肥水田深施追肥气力加速器螺旋进气口

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    叶轮中心淹没深度对特低扬程下立式泵装置流道水力性能的影响

    徐磊朱成程夏斌吉冬涛...
    53-61页
    查看更多>>摘要：为提高特低扬程泵站立式轴流泵装置的水力性能,该研究对叶轮直径为3.0、2.5、2.0、1.5 m的立式轴流泵装置在不同叶轮中心淹没深度下的进、出水流道流场分别进行了三维湍流流动数值计算,并对流道流场和水头损失进行了分析比较;对某特低扬程泵站在叶轮中心淹没深度为3.08、2.38、1.68 m下的立式轴流泵装置水力性能分别进行了数值计算及比较,并进行了泵装置模型试验验证.研究结果表明:叶轮中心淹没深度对肘形进水流道的水流流态及水头损失的影响很小,但对虹吸式出水流道的流态和水头损失影响较大;随着叶轮中心淹没深度的增大,虹吸式出水流道内的流态逐渐改善,流道水头损失基本呈下降趋势,泵装置效率逐渐增大,特低扬程工况下泵装置模型试验最优工况点的效率达75.92％,泵装置能量性能数值模拟结果与模型试验结果基本一致.研究结果可为特低扬程泵站采用立式泵装置的设计提供一定参考依据.

    泵数值模拟试验流道叶轮中心淹没深度水力性能

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    网式过滤器水头损失动态变化规律

    郑长娟朱德兰高洒洒张锐...
    62-70页
    查看更多>>摘要：网式过滤器是微灌系统的关键部件之一,对过滤杂质,减缓滴头堵塞起到重要作用,但过滤器水头损失往往随拦截杂质的增多而增大,导致滤网破损或系统被迫停机.为明晰过滤器水头损失变化规律,该研究采用文献数据归纳分析和试验相结合的方法,对7种网式过滤器水头损失数据开展聚类分析;以Y型网式过滤器为例,测试不同流量、泥沙浓度和沙粒级配对过滤器水头损失的影响,以减少水头损失激增、提高拦沙效果为主要目标开展综合评价,优选过滤器适宜的运行工况.结果表明:1)不同类型网式过滤器水头损失随时间变化可分为平稳增加阶段和突然增加阶段,突然增加阶段的水头损失增长速率更大,堵塞均匀度均大于1.2)相同流量和浓度下,以＞100～125 μm泥沙为主的Ⅲ级配和以＞125～150 μm泥沙为主Ⅳ级配含沙水较以＞54～75 μm泥沙为主Ⅰ级配和以＞100～125 μm泥沙为主Ⅱ级配含沙水更容易产生水头损失激增.相同流量下,高浓度工况更容易出现水头损失激增;相同浓度下,流量为3.5 m3/h时最容易使过滤器水头损失激增.3)CRITIC-TOPSIS综合评价结果表明排名前3的分别是流量2.5 m3/h、泥沙浓度60 mg/L工况下Ⅲ、Ⅳ和Ⅱ级配含沙水,综合得分指数分别为0.726、0.712和0.711;低泥沙浓度、大颗粒级配和高泥沙浓度、小颗粒级配在流量2.5 m3/h时综合性能好,高泥沙浓度、大颗粒级配在流量4.5 m3/h综合性能好,低泥沙浓度、小颗粒级配在3种流量下综合性能差异不大.研究可为减少过滤器水头损失和增加运行时长提供参考.

    流量滴头泥沙网式过滤器水头损失激增文献分析综合评价

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    基于最小数据集的集约化葡萄园土壤健康评价

    王斌李云李瑞鹏方菲...
    71-79页
    查看更多>>摘要：健康土壤是生产高产优质葡萄的基础,目前葡萄园不合理管理导致果园土壤生产力下降和生态失衡.为摸清集约化葡萄园土壤健康状况,该研究以河北省曲周县典型葡萄园为研究对象,通过测定20项土壤物理、化学和生物学指标,利用主成分分析法构建最小数据集,开展土壤健康评价并揭示葡萄园存在的主要障碍因子.结果表明,集约化葡萄园土壤健康评价最小数据集由有机碳、亚表层土壤硬度、交换性钠、容重、含水率和水稳性团聚体6个指标构成.利用线性和非线性评分函数,基于全数据集和最小数据集计算的土壤健康指数间呈显著正相关(P＜0.01),这说明最小数据集可以代替全数据集用于葡萄园土壤健康评价.基于最小数据集,利用线性和非线性评分函数获得的葡萄园土壤健康指数范围分别为0.39～0.59和0.36～0.66,平均值分别为0.52和0.51,处于中等水平.不同树龄葡萄土壤健康指数差异不显著(P＞0.05).集约化葡萄园土壤障碍因子主要有土壤压实、养分不平衡和有机碳含量低等问题.通过适当减少田间管理频率,结合增施(生物)有机肥、种植覆盖作物和养分综合管理能有效消减土壤障碍因子,提升葡萄园土壤健康水平,促进当地葡萄产业可持续发展.

    土壤葡萄园主成分分析最小数据集土壤健康指数

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    有压管道瞬变流的非恒定摩阻模型改进

    黄海郭鹏程颜建国徐燕...
    80-89页
    查看更多>>摘要：有压管道流动系统运行中经常发生水锤现象,极易导致爆管甚至人员伤亡,因此准确预测有压管道内的水锤现象对于保证系统安全运行具有重要意义.在有压管道内的水锤模拟中,以ZIELKE摩阻模型为代表的基于加权函数的非恒定摩阻模型能够描述有压管道瞬变流中的摩阻效应,但存在计算效率低下的问题.为提高计算效率,该研究提出了"先分段,后整体"的两阶段最小二乘拟合方法,建立了包含19个指数项的近似加权函数,并与已有近似加权函数进行对比,同时开展关阀水锤试验,对比了建立的摩阻模型与已有模型的计算效率和精度.结果表明,该研究建立的近似加权函数能够很好地拟合ZIELKE加权函数,其与ZIELKE加权函数的相对百分比误差近似为0;且其适用范围更宽,能够对无量纲时间在(t)∈[10-9,∞)范围内的非恒定流进行有效模拟.在计算精度方面,建立的模型与ZIELKE模型在阀门和中点处水头的最大相对百分比误差较小,分别为0.17％和0.15％,与URBANOWICZ模型的表现基本相同;在计算效率方面,建立的模型能够使ZIELKE模型计算效率提升约90％,能够使URBANOWICZ模型计算效率提升约30％.该研究建立的模型在适用范围、计算精度和计算效率方面具有较好的综合表现,能够在保证较宽适用范围和较高计算精度的前提下,提升计算效率.研究可为有压管道瞬变流的准确高效模拟提供理论支撑与参考.

    瞬变流水锤管道非恒定摩阻模型加权函数

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    小麦-玉米轮作根茬燃烧热触杀防控土传病害的试验

    朱焕光李刚刘超洁高飞...
    90-97页
    查看更多>>摘要：针对秸秆和根茬直接还田导致作物土传病害重发和频发问题,采用自主设计的可控燃烧热触杀装备进行了试验研究,分析了不同运行工况下装备内的温度分布规律、热触杀后土壤中病原真菌与细菌的灭杀率及作物植株发病程度.结果表明:当进料速度为360～1 800 kg/h时,装备可实现热触杀温度(117～167 ℃)和送风温度(62～172 ℃)的有效调控,炉膛内沿程烟气温度分布呈先增大后减小趋势,稳定燃烧时炉膛最高温度可达479 ℃,可保证燃烧效率持续处于较高水平.土壤中细菌比真菌的耐温性更强,117℃下细菌和真菌的灭杀率分别为53.33％和33.33％,132 ℃以上时两者的灭杀率均达到86％以上,167 ℃下可实现深度灭杀.与对照组相比,秸秆与根茬燃烧高温热触杀后田间玉米植株根部病情指数降低了 34.1,该研究对实现作物连作土传病害的绿色防控具有重要意义.

    作物根茬高温烟气热触杀土传病害病情指数

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    中国南北方植物对土壤加固机制的差异性

    王丹马超王云琦王玉杰...
    98-106页
    查看更多>>摘要：为深入分析植物对土壤加固的影响效益和机制,该研究选取重庆缙云山地区和陕西延安黄土丘陵区种植一年的乔木(火炬树、榆树)和灌木(荆条、酸枣),测定其根系形态、力学参数和土壤的抗剪强度,通过RBMw模型计算根系固土效益,综合评估不同植物的固土效能和贡献度.结果表明:2地种植的物种平均根直径的差异不显著(P＞0.05),重庆种植的乔木(火炬树、榆树)的根长、分叉数和根尖数显著高于延安,灌木未出现显著差异(P＜0.05).根系的抗拉强度与直径都符合负幂函数关系,其中平均抗拉强度最大的为荆条.除荆条外,同种植物根系的抗拉强度并未因不同地区的种植产生显著差异.4个植物种根系的固土效率为0.65～4.12 kPa,各物种间存在显著差异(P＜0.05).重庆2种乔木种植下的根土复合体有效黏聚力高于裸地(约10％),灌木种植下则普遍略低于裸地.除酸枣外,种植于重庆的4种植物的根系固土作用和效率都显著的高于延安(P＜0.05).研究结果可为不同地区固土护坡的树种选择提供理论依据.

    土壤根系植物抗拉特性抗剪强度综合固土能力

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