轻小型移动喷灌机组低能耗遗传算法优化设计     

王新坤  袁寿其  朱兴业  涂琴 《农业机械学报》2010,41(10):58-62

合理配置与优化设计喷灌机组有助于实现机组装置效率最大化,有效降低能量消耗。以能耗最小为目标,以水泵-管路运行工况、喷头最小工作压力和喷头压力极差率为约束条件,以喷头配置数量、管道直径和末端喷头压力为决策变量,建立轻小型移动喷灌机组优化数学模型,提出基于遗传算法的优化设计方法。在满足喷灌设计参数条件下,模型与算法能够优化喷头数量、管道直径,还能够对系统流量、压力、效率、单位能耗等工作参数进行计算与设计,同时保证水泵与管路同在优化的工况下工作,算例分析表明优化后机组的能耗降低14.2%。只需输入设计要求的已知条件,算法程序就能自行运算出优化结果,运算结果稳定可靠、求解速度快、精度高,具有良好的通用性和实用性。  相似文献   

三角绕流滴灌灌水器的数值模拟研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

李俊红  王新坤  许文博  许颖 《节水灌溉》2010,(6)

应用FLUENT软件对三角绕流灌水器流道内部流动及水力性能进行数值分析,研究此类灌水器的湍流特性,揭示其内部湍流流动机理,为此类滴灌灌水器设计提供理论依据、方法与手段。数值计算结果显示,5 m工作水头下灌水器的流量为2.444 L/h,流道的流态指数为0.514。研究表明:三角绕流流道过流断面大,水流紊动强烈,具有较强的消能效果和抗堵性,适合构建性能良好的新型滴灌灌水器。  相似文献   

高频脉冲条件下灌水器水沙两相流数值模拟   总被引：1，自引：0，他引：1  

王新坤  靳彬彬  樊二东  张经坤  王琪雯  丁师伟 《农业机械学报》2020,51(2):277-283

为提高灌水器的抗堵塞性能,在与射流三通产生波形相同参数(周期、振幅)的高频脉冲波(正弦波、三角波、梯形波、矩形波)的条件下,以迷宫流道灌水器为研究对象,应用CFD两相流含沙量数值分析,采用k-ε湍流模型及多相流Eulerian模型,模拟高频脉冲条件下流量与压力水头关系、含沙量的瞬时分布,分析高频脉冲条件对颗粒物沉积区含沙量变化的影响。结果表明,高频脉冲波对灌水器平均流量和抗堵塞性能影响较大,高频脉冲波的波动性和连续性对提高灌水器抗堵塞能力起主要作用;抗堵塞能力由大到小的高频脉冲波形顺序为正弦波、三角波、梯形波、矩形波;入流含沙量增加会导致旋涡区泥沙的沉积,高频脉冲波可以增强旋涡区的冲刷以提高抗堵塞性能;灌水器内各处含沙量均随颗粒粒径的增大而升高,不同粒径下含沙量分布和变化略有不同。射流三通产生的脉冲波有利于提高灌水器的抗堵塞能力。  相似文献   

射流三通产生的高频压力脉冲对迷宫流道灌水器堵塞的影响     

靳彬彬  王新坤  黄松  樊二东  颜海兰  姚吉成  鱼建军 《农业工程学报》2020,36(22):165-171

滴头堵塞是滴灌技术发展的主要障碍。为了分析75 kPa射流三通入口压力下形成的压力脉动对迷宫流道灌水器堵塞的影响。该研究以3个压力（恒定压力，射流三通左侧和右侧的脉动压力），采用因素组合，进行了滴灌系统迷宫流道灌水器堵塞试验研究，最后确定射流三通产生的高频压力脉冲与稳压对平均相对流量（Dra）和克里斯琴森均匀性系数（CU）的影响。结果表明，射流三通组的平均相对流量和克里斯琴森均匀性系数分别比普通三通组高10.8%～14.8%和21.1%～44.9%。3种浑水浓度下（0.5，1.0和1.5 g/L），对于普通三通组，在第16、11和7次灌溉运行之后，平均相对流量降低到74%，这被认为灌水器处于严重堵塞的状态。但是，对于射流三通左和右侧组，分别在第18、16、14、13、11和10次运行后，平均相对流量仍高于75%。高泥沙沉积物浓度（1.5 g/L）的平均相对流量和克里斯琴森均匀性系数与低和中泥沙沉积物浓度（0.5和1.0 g/L）的有显着差异（P<0.01）。高浓度（1.5 g/L）时堵塞的可能性迅速增加，但此浓度下射流三通较普通三通依然具有抗堵塞性能。总之，射流三通产生的高频压力脉冲具有稳定的防堵塞性能。建议使用射流三通代替滴灌系统中的普通三通，以防止灌水器堵塞。  相似文献   

负压反馈射流喷头脉冲特性及其影响规律   总被引：3，自引：3，他引：0  

王新坤  姚吉成  徐胜荣  靳彬彬  丁师伟 《农业工程学报》2020,36(4):90-97

脉冲特性对负压反馈射流喷头的水力性能有着重大影响,也是区别于其他类型灌溉喷头的典型特征,为了系统性研究负压反馈射流喷头的脉冲特性,进一步掌握负压反馈射流喷头的设计方法。该文针对负压反馈喷头的工作原理和喷洒机制进行了深入分析,确定了高频率、高压力振幅的喷头结构优化方向。对影响喷头脉冲特性的主要因素(包括位差比、侧壁倾角和劈距比)及其耦合对脉冲特性的影响分别进行了研究,确定了具有较好脉冲特性的喷头结构参数设计区间,并探究了不同因素对脉冲特性的影响规律。结果表明,脉冲频率随位差比、劈距比变化的减缓转折点分别为位差比0.525、劈距9;压力振幅随位差比增加而增加,增缓转折点为位差比0.450、侧壁倾角,劈距比与压力振幅的关系呈先增后减趋势,增转减转折点分别约为侧壁倾角12°、劈距比9。通过正交试验,采用极差分析法,计算相对影响指数,得到影响喷头脉冲特性的因素主次顺序为:位差比、劈距比、侧壁倾角,提出了最优脉冲结构参数:位差比0.450、侧壁倾角10°、劈距比7。研究可为国产新型负压反馈射流喷头后续优化研究提供参考。  相似文献   

日喀则市青稞全籽粒抗氧化品质研究     

王新坤  刘超  杨清梅  郭溆  王月明  邓鹏  孙金月 《核农学报》2020,34(1):120-130

为揭示日喀则青稞全籽粒所含酚类物质与抗氧化能力间的关系,遴选出抗氧化品质优异的品种,对13份青稞材料的酚类物质含量和抗氧化能力进行了品种间的多重比较分析、酚类物质含量和抗氧化能力的相关分析、抗氧化品质的主成分分析以及品种间的聚类分析。结果表明,按籽粒颜色可将13份青稞品种划分为棕、紫、黑三色,深色(紫色和黑色)品种中花色苷、原花青素、总黄酮和总酚含量较高,且氧化自由基吸收能力(ORAC)、铁离子还原能力(FRAP)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力也高于浅色(棕色)品种。ORAC、FRAP、DPPH自由基清除能力与酚类物质含量之间存在显著或极显著相关性,而金属离子螯合能力(MCC)与酚类物质无显著相关性。主成分分析和聚类分析结果表明,可通过籽粒颜色来进行青稞抗氧化品质初筛,深色青稞品种尤其是黑色青稞品种籽粒抗氧化品质最高。研究青稞籽粒酚类物质抗氧化有助于完善青稞抗氧化品质评价体系,为开发青稞抗氧化功能食品筛选出抗氧化能力优异的品种。  相似文献   

多重群体遗传算法优化树状给水管网   总被引：3，自引：1，他引：3  

王新坤  蔡焕杰 《农业工程学报》2004,20(6):20-22

该文提出一种以管网年费用为目标函数，以管长、标准管径和水泵扬程为决策变量的机压树状给水管网优化数学模型，并给出其多重群体遗传算法求解方法，该算法以目标函数加模拟退火约束惩罚函数为适应值的评价函数，采用跨世代选择策略，更好地保持进化过程中的遗传多样性。仿真结果表明，该模型与算法在求解机压树状管网优化问题上的表现是良好的。  相似文献   

基于遗传算法的微灌坡地双向毛管管径优化   总被引：2，自引：1，他引：2  

王新坤 《农业机械学报》2007,38(9):108-111

微灌管网毛管的设计,直接影响到工程费用和灌水质量。提出了一种基于遗传算法的坡地双向毛管管径的优化方法,能获得毛管最优管径和灌水器平均流量、灌水均匀度等灌水质量控制指标,同时能确定毛管最佳分流点位置和毛管进口压力等运行控制参数。实例结果表明,模型与算法的求解时间为9s,计算精度达到0.001%,具有很好的通用性和实用性。  相似文献   

单井膜下滴灌灌溉制度优化     

王新坤  蔡焕杰  曹兵 《灌溉排水学报》2002,21(3):12-16

根据单井膜下滴灌系统运行中 ,机井出流量均匀无调蓄能力、灌水定额小、周期短的特点 ,提出单井出流量一定条件下作物各生长阶段水量分配及单井控制面积优化方法 ,建立了与膜下滴灌系统相适应以周为时段的灌溉制度优化模型 ,并结合实例进行了计算与分析。  相似文献   

中国节水灌溉装备发展现状、问题、趋势与建议   总被引：11，自引：0，他引：11  

袁寿其  李红  王新坤 《排灌机械》2015,(1)

节水灌溉装备在提高农业用水效率、农民增产增收及生态环境建设等方面发挥着重要作用,对于缓解水资源短缺矛盾、保证国家粮食安全、推动农村经济可持续发展具有重要的战略地位。经过近60 a 的发展,节水灌溉装备在理论研究、技术水平等方面取得了长足进步,生产规模基本能满足中国节水灌溉发展的需要,但自主研发能力较弱,在产品质量、技术性能、可靠性等方面还有待于进一步提高。加强基础理论研究,提高自主创新能力,研发多功能、低能耗、低成本、智能化、精准化、绿色化的节水灌溉装备,是今后的发展趋势。建议开展丘陵山区节水灌溉综合配套技术与装备的研究,研制多功能、智能化精确喷灌机组,开发低成本高效水肥药协同精准灌溉技术与装备,研究清洁能源节水灌溉装备与技术,促进我国节水灌溉装备行业的健康全面发展。  相似文献