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二维半线性波动方程的能量稳定的Galerkin方法超收敛分析

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郑州航空工业管理学院学报 2024年第4期42卷 98-105页

作者：杨怀君和刘萌郑州航空工业管理学院数学学院河南郑州450046

文章研究了一类半线性波动方程的能量稳定的全离散Galerkin方法的超收敛误差估计。首先,分析了数值格式解的唯一性和稳定性。其次,利用矩形网格上双线性元的特殊性质以及插值算子和Ritz算子在H1-范数下的超逼近的估计,得到了超逼近的结... 详细信息

文章研究了一类半线性波动方程的能量稳定的全离散Galerkin方法的超收敛误差估计。首先,分析了数值格式解的唯一性和稳定性。其次,利用矩形网格上双线性元的特殊性质以及插值算子和Ritz算子在H1-范数下的超逼近的估计,得到了超逼近的结果。再次,借助于插值后处理技术得到了H1-范数下的全局超收敛的结果。最后,通过数值实验验证了理论分析的正确性。

关键词：半线性波动方程能量稳定的全离散格式超收敛误差估计

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土壤—耕作工具相互作用建模分析研究现状

中国农机化学报 2024年第4期45卷 250-257页

作者：宋禹莹郑炫刘进宝杨怀君李帆胡赫岩石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832000 新疆农垦科学院机械装备研究所新疆石河子832000

准确模拟土壤—耕作工具之间的相互作用可以实现部分替代田间试验环节,不仅能提高效率降低成本,还能优化耕作工具。从经典力学的分析和数值模型分析(有限元分析、离散元分析、流体动力学分析和耦合算法分析)两个方面对土壤—耕作工具相... 详细信息

准确模拟土壤—耕作工具之间的相互作用可以实现部分替代田间试验环节,不仅能提高效率降低成本,还能优化耕作工具。从经典力学的分析和数值模型分析(有限元分析、离散元分析、流体动力学分析和耦合算法分析)两个方面对土壤—耕作工具相互作用建模分析的研究现状进行综述。提出目前土壤—耕作工具相互作用的建模中对土壤的模拟不够贴近实际、单一建模方法对土壤的模拟有局限性和多软件耦合算法中通过优化边界穿越等问题。通过对多耦合软件中不同模型边界进行优化,提高模拟土壤与耕作工具相互作用的准确性,使模拟结果更贴近实际。

关键词：土壤耕作数值建模有限元离散元流体动力学

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基于离散元的棉田仿生减阻犁体设计与试验

中国农机化学报 2024年第2期45卷 13-19页

作者：刘进宝郑炫杨怀君李帆王子龙张鲁云新疆农垦科学院机械装备研究所新疆石河子832000

针对当前铧式犁在棉田土壤犁耕作业过程中易黏附、阻力大、能耗高等问题,立足两种典型棉田土壤,以犁体、棉田土壤和两者之间的相互作用为研究对象,提出犁体曲面模型优化和表面结构仿生相结合的方法。以穿山甲体表的鳞片三角圆弧状结构... 详细信息

针对当前铧式犁在棉田土壤犁耕作业过程中易黏附、阻力大、能耗高等问题,立足两种典型棉田土壤,以犁体、棉田土壤和两者之间的相互作用为研究对象,提出犁体曲面模型优化和表面结构仿生相结合的方法。以穿山甲体表的鳞片三角圆弧状结构和蜣螂体表的凸包结构相结合作为仿生原型,研制一种棉田仿生脱附减阻犁体,分别对两种棉田土壤的物理和化学特性进行试验测定并建立离散元模型。进行传统犁体与仿生犁体的耕作过程仿真与试验,在1号土样中仿生犁体相对传统犁体减阻5.4%,土壤减粘性能提升44.15%;在2号土样中仿生犁体相对传统犁体减阻7.8%,土壤减粘性能提升45.49%,研究结果表明仿生犁体对棉田土壤减粘降阻效果明显。

关键词：农业机械棉田土壤仿生犁体离散元抗黏减阻

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南疆地区反冲洗过滤器使用效果分析

南方农机 2024年第6期55卷 36-38页

作者：王子龙梁建军杨怀君李帆新疆农垦科学院机械装备研究所新疆石河子832000 哈巴河县洪昇科技服务有限公司新疆阿勒泰836500

针对南疆地区农业用水中泥沙含量大易堵塞滴灌系统、水中杂质较多易堵塞水泵前端滤网等问题,文章提出在蓄水池中安装反冲洗过滤器。通过分析杂质吸附过程,开发滤网反冲洗系统,现场使用效果表明,该过滤器通过提高过滤目数,能够有效减少... 详细信息

针对南疆地区农业用水中泥沙含量大易堵塞滴灌系统、水中杂质较多易堵塞水泵前端滤网等问题,文章提出在蓄水池中安装反冲洗过滤器。通过分析杂质吸附过程,开发滤网反冲洗系统,现场使用效果表明,该过滤器通过提高过滤目数,能够有效减少水中杂质、降低人工维护成本,具有推广价值。

关键词：反冲洗过滤器农业用水沉淀池

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1ZL-7.2型联合整地机的研制

安徽农业科学 2024年第1期52卷 199-201,221页

作者：张鲁云杨怀君王子龙刘进宝新疆农垦科学院机械装备研究所新疆石河子832000

整地作业可将犁耕后的土壤进行碎土、平整,为播种环节创造良好的作业条件,联合整地机在新疆已被广泛应用。近年来大中马力拖拉机保有量逐年增加,为提高整地作业幅宽和效率,研制了一款与大马力拖拉机相配套的联合作业机,开发了新型合金... 详细信息

整地作业可将犁耕后的土壤进行碎土、平整,为播种环节创造良好的作业条件,联合整地机在新疆已被广泛应用。近年来大中马力拖拉机保有量逐年增加,为提高整地作业幅宽和效率,研制了一款与大马力拖拉机相配套的联合作业机,开发了新型合金材料的耐磨耙片。作业幅宽为7.2 m,机架可以进行折叠便于运输。田间试验表明,该型机具作业效果良好,故障率低,操作简单、方便。

关键词：圆盘耙组镇压碎土联合整地智能装备

二阶双曲方程的全离散格式下的混合元超收敛分析

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计算数学 2023年第1期45卷 8-21页

作者：杨怀君郑州航空工业管理学院数学学院郑州450046

通过在空间方向上使用双线性元和最低阶的Nedelec元(即Q_(11)+Q_(01)×Q_(10))以及在时间方向上使用二阶精度的数值逼近格式,得到了在矩形网格上二阶双曲方程全离散混合元格式下的对原始变量的L^(∞)(H^(1))和流量的L^(∞)((L^(2))^(2)... 详细信息

通过在空间方向上使用双线性元和最低阶的Nedelec元(即Q_(11)+Q_(01)×Q_(10))以及在时间方向上使用二阶精度的数值逼近格式,得到了在矩形网格上二阶双曲方程全离散混合元格式下的对原始变量的L^(∞)(H^(1))和流量的L^(∞)((L^(2))^(2))的超逼近和超收敛的误差结果.在分析过程中,巧妙地使用了上述混合单元对在矩形网格上的特有的高精度积分恒等式和精确解的投影和插值之间的在H1范数意义下的超逼近的估计.最后,给出一些数值结果来验证理论分析的正确性.

关键词：二阶双曲方程混合元全离散超逼近和超收敛

2FHF-4.56型宽行距作物基肥对行分层深施机设计与试验

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农业工程学报 2022年第6期38卷 1-11页

作者：刘进宝汤智辉郑炫孟祥金杨怀君张鲁云新疆农垦科学院机械装备研究所石河子832000

针对当前西北干旱地区宽行距作物种植过程中施肥方式不科学,传统撒施肥料用量大、利用率低,该研究结合作物种植农艺特点,提出在作物行方向进行基肥分层深施措施,并研制了基肥对行分层深施机,对仿形单体进行设计,分析了仿形单体的运动学... 详细信息

针对当前西北干旱地区宽行距作物种植过程中施肥方式不科学,传统撒施肥料用量大、利用率低,该研究结合作物种植农艺特点,提出在作物行方向进行基肥分层深施措施,并研制了基肥对行分层深施机,对仿形单体进行设计,分析了仿形单体的运动学和力学特性,确定了仿形单体质量和仿形弹簧型号。同时研制了一种基于雄性蜣螂头部角状突起的仿生开沟铲,得到仿生开沟铲刃轮廓曲线拟合方程,确定了仿生开沟铲结构及工作参数。通过土槽试验优化了仿生开沟铲前刃角,得出前刃角最佳角度为65°,此时仿生铲相对传统铲的开沟阻力减小42.6%,对土壤的扰动明显减小。样机田间试验表明,分层施肥作业对行精度偏差平均值为2.7 cm,6组施肥铲浅层肥料深度平均值为12.44 cm,浅层施肥深度一致性变异系数为6.12%;深层肥料深度平均值为20.49 cm,深层施肥深度一致性变异系数为4.98%。施肥模式对比试验表明,对行分层施肥的植株长势更好,棉果枝数和单株铃数更多,根系发育更为良好,肥料减施25%,同时棉花平均每公顷增产8.9%,玉米平均每公顷增产8.6%,研究结果表明,对行分层深施肥具有较好的减肥增效作用,对推进棉花生产科学施肥具有重大价值和现实意义。

关键词：设计试验施肥机械分层深施对行施肥

Kirchhoff型抛物方程的Galerkin有限元法的超收敛误差分析

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郑州航空工业管理学院学报 2023年第5期41卷 108-112页

作者：杨怀君郑州航空工业管理学院数学学院河南郑州450046

文章研究了后向Euler全离散Galerkin格式下的Kirchhoff型抛物方程的超收敛误差分析。首先,讨论了数值解的先验误差估计,并证明了数值解的存在唯一性。其次,使用双线性元的高精度误差估计以及Ritz投影算子与插值算子相结合的技术,通过技... 详细信息

文章研究了后向Euler全离散Galerkin格式下的Kirchhoff型抛物方程的超收敛误差分析。首先,讨论了数值解的先验误差估计,并证明了数值解的存在唯一性。其次,使用双线性元的高精度误差估计以及Ritz投影算子与插值算子相结合的技术,通过技巧性地处理非线性项得到了超逼近的误差估计结果。再次,通过插值后处理方法获得了整体的超收敛结果。最后,通过数值试验验证了理论分析的正确性。

关键词： Kirchhoff型抛物方程后向Euler全离散Galerkin格式超逼近和超收敛误差估计

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犁体耕作阻力模型仿真分析与试验研究

干旱地区农业研究 2022年第1期40卷 264-274页

作者：刘进宝郑炫孟祥金杨怀君张鲁云李清超新疆农垦科学院机械装备研究所新疆石河子832000 石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832000

为进一步提高犁体耕作性能,分析影响犁体耕作阻力的因素,基于摩尔-库仑土壤剪切理论,建立了包含犁体结构参数、土壤物理特性和犁体工作参数的耕作阻力模型,耕作阻力表达式包含了犁铲尖和犁铧切削土壤阻力、土壤在犁壁上产生的摩擦力和... 详细信息

为进一步提高犁体耕作性能,分析影响犁体耕作阻力的因素,基于摩尔-库仑土壤剪切理论,建立了包含犁体结构参数、土壤物理特性和犁体工作参数的耕作阻力模型,耕作阻力表达式包含了犁铲尖和犁铧切削土壤阻力、土壤在犁壁上产生的摩擦力和翻垡过程土壤动量变化产生的阻力、犁壁翻垡使土壤势能增加产生的阻力、作用在犁铧和犁壁上的横向力产生的摩擦力、土壤横向运动对犁壁产生的阻力。基于新疆玉米地土壤物理特性,建立了两种高速犁体A和B的耕作阻力方程,在不同耕宽(0.35、0.42 m)、耕深(0.255、0.305 m)和耕速(2.22、2.5、2.78 m·s^(-1))作业条件下对耕作阻力进行了理论、仿真和试验研究,分析了犁体耕作阻力的影响因素,结果表明,仿真值与计算值的平均误差为3.37%,试验值与计算值的平均误差为7.18%,试验值与仿真值的平均误差为3.71%。犁体耕作阻力与铧刃角呈非线性增长关系;与耕深呈三次函数增长关系;与耕速呈二次函数增长关系;犁体耕作过程的功率消耗与耕速呈三次函数的增长关系。提出设置合理的安全系数(sf),使拖拉机配套功率Ps=sfP,进而优化选配合适的配套动力,提升犁具与拖拉机动力型号的最佳匹配。

关键词：犁体耕作阻力理论模型仿真