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Wind pressure acting on greenhouses: A review

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International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2021年第2期14卷 1-8页

作者： Cong Wang Bo Nan Tieliang Wang yikui bai Yuqing Li College of Water Conservancy Shenyang Agricultural UniversityShenyang 110866China

Greenhouses are widely used in agricultural and horticultural production.With the characteristics of lightweight,small stiffness and high flexibility,greenhouses are sensitive to wind loads.In the calculation of wind loads,the wind pressure coefficient(Cp)is essential.The rationality of the value directly affects the safety and economy of greenhouses.Therefore,the Cp values estimation is one of the most important issues in the design of greenhouses.In order to make full use of the existing research results,in this study,three main methods for estimating Cp values were analyzed,namely,full-scale field experiment,wind tunnel experiment and numerical simulation.Five factors influencing the Cp values were then reviewed including greenhouse design parameters,greenhouse group,overhanging eaves,ventilation and wind direction.Based on the existing researches,suggestions for future development and research work were also put forward.Owing to the flexibility and deformability of greenhouses,the fluid-solid coupling method should be used to analyze the effects of vibrations on wind pressures.The interaction of building parameters(such as the number of spans,ridge height,roof shape and slope angle)and terrain around the greenhouse should be taken into consideration comprehensively.The destructive vortices occurred on the greenhouse should be further investigated.

关键词： computational fluid dynamics greenhouse wind pressure coefficients wind tunnel influence factors

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基于CFD的两连跨日光温室热环境模拟

农业工程学报 2023年第16期39卷 215-222页

作者：于威刘文合白义奎丁小明沈阳农业大学水利学院沈阳110866 农业农村部规划设计研究院北京100125

相比单跨日光温室,两连跨日光温室具有单位面积建造成本低,土地利用率高等优势,为深入了解两连跨日光温室热环境性能,该研究基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)构建了相同结构参数和构造材料的单跨和两连跨日光温室... 详细信息

相比单跨日光温室,两连跨日光温室具有单位面积建造成本低,土地利用率高等优势,为深入了解两连跨日光温室热环境性能,该研究基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)构建了相同结构参数和构造材料的单跨和两连跨日光温室热环境模型。通过试验测试两连跨日光温室内的环境温度和各围护结构表面热流,并与CFD模拟的温度场进行对比,结果表明模拟数据与实测数据吻合度较高。在此基础上,基于该CFD模型分别对两连跨和单跨日光温室热环境进行模拟,并提取各围护结构表面热流和温度、土壤温度和空气温度进行对比分析。结果表明,在相同外界气候条件下,两连跨日光温室比单跨日光温室夜间气温高1.7~3.8℃,土壤温度高2.9~3.0℃,墙体内表面温度高2.9~7.9℃;两连跨日光温室的土壤和墙体在夜间,持续向南侧棚室放热,热流稳定,热流密度分别为7.11~8.59、12.65~15.19 W/m^(2),分别比单跨日光温室土壤、墙体表面热流密度高0.76~2.42、9.71~14.36 W/m^(2)。相比单跨日光温室,两连跨日光温室地表土壤温度和室内气温波动较小,热环境调节能力明显提升。该研究结果为两连跨日光温室的结构优化、耕种管理等提供参考。

关键词：温室土壤温度三维瞬态模拟单跨日光温室热环境分析 Fluent 热流分布

雪荷载作用下几字型钢日光温室极限承载力分析

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农业工程学报 2022年第19期38卷 172-179页

作者：王聪姜迎春徐占洋张峰白义奎王铁良沈阳农业大学水利学院沈阳110866 沈阳农业大学工程学院沈阳110866

雪灾是导致日光温室倒塌的主要原因之一。为探明几字型钢日光温室在雪荷载作用下的失稳机理,该研究采用有限单元法,以8 m跨日光温室为研究对象,模拟其在雪荷载(均匀分布雪荷载和非均匀分布雪荷载)作用下的失稳破坏过程,计算其极限承载力... 详细信息

雪灾是导致日光温室倒塌的主要原因之一。为探明几字型钢日光温室在雪荷载作用下的失稳机理,该研究采用有限单元法,以8 m跨日光温室为研究对象,模拟其在雪荷载(均匀分布雪荷载和非均匀分布雪荷载)作用下的失稳破坏过程,计算其极限承载力,并探究纵向系杆、初始几何缺陷、截面参数对极限承载力的影响。结果表明:对于净截面面积、上翼缘宽度、腹板高度和壁厚均相同的几字型钢和空心矩形钢管,几字型钢日光温室极限承载力稍高于空心矩形钢管日光温室极限承载力;相较于均匀分布雪荷载,日光温室拱架对非均匀分布雪荷载更为敏感,非均匀分布雪荷载作用下的极限承载力约是均匀分布雪荷载作用下的28%,在日光温室结构设计中,应重点考虑非均匀分布雪荷载工况;在非均匀分布雪荷载作用下,屋脊和后屋面支座处为危险截面,最先进入全截面屈服状态;纵向系杆的设置可有效抑制结构平面外变形,进而提高结构极限承载力,有纵向系杆约束条件下的结构极限承载力约是无纵向系杆约束条件下的1.25倍;该日光温室拱架对初始几何缺陷敏感度较低,当最大初始几何缺陷幅值从5 mm增加到20 mm时,极限承载力降低约2%;在几字型钢截面选取时,在满足规范要求宽厚比前提下,建议上翼缘宽度与翻边宽度之比控制在4.17左右,腹板高度与翻边宽度之比不大于9.25,下翼缘宽度与翻边宽度之比不大于1.7,上翼缘宽度与下翼缘宽度之比控制在3.33左右,腹板高度与下翼缘宽度之比控制在4.67左右。该研究结果可为开口冷弯薄壁型钢日光温室拱架抗雪设计提供参考。

关键词：温室承载力荷载有限单元法失稳破坏冷弯薄壁型钢开口截面截面优化

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自纠正噪声标签的人脸美丽预测

中国图象图形学报 2022年第8期27卷 2487-2495页

作者：甘俊英吴必诚翟懿奎何国辉麦超云白振峰五邑大学智能制造学部江门529020

目的人脸美丽预测是研究如何使计算机具有与人类相似的人脸美丽判断或预测能力,然而利用深度神经网络进行人脸美丽预测存在过度拟合噪声标签样本问题,从而影响深度神经网络的泛化性。因此,本文提出一种自纠正噪声标签方法用于人脸美丽... 详细信息

目的人脸美丽预测是研究如何使计算机具有与人类相似的人脸美丽判断或预测能力,然而利用深度神经网络进行人脸美丽预测存在过度拟合噪声标签样本问题,从而影响深度神经网络的泛化性。因此,本文提出一种自纠正噪声标签方法用于人脸美丽预测。方法该方法包括自训练教师模型机制和重标签再训练机制。自训练教师模型机制以自训练的方式获得教师模型,帮助学生模型进行干净样本选择和训练,直至学生模型泛化能力超过教师模型并成为新的教师模型,并不断重复该过程;重标签再训练机制通过比较最大预测概率和标签对应预测概率,从而纠正噪声标签。同时,利用纠正后的数据反复执行自训练教师模型机制。结果在大规模人脸美丽数据库LSFBD(large scale facial beauty database)和SCUT-FBP5500数据库上进行实验。结果表明,本文方法在人工合成噪声标签的条件下可降低噪声标签的负面影响,同时在原始LSFBD数据库和SCUT-FBP5500数据库上分别取得60.8%和75.5%的准确率,高于常规方法。结论在人工合成噪声标签条件下的LSFBD和SCUT-FBP5500数据库以及原始LSFBD和SCUT-FBP5500数据库上的实验表明,所提自纠正噪声标签方法具有选择干净样本学习、充分利用全部数据的特点,可降低噪声标签的负面影响,能在一定程度上降低人脸美丽预测中噪声标签的负面影响,提高预测准确率。

关键词：深度学习噪声标签人脸美丽预测特征分类深度神经网络

基于学科竞赛的土木工程专业人才培养研究与实践

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创新创业理论研究与实践 2023年第8期6卷 75-79页

作者：于威徐伟白义奎沈阳农业大学水利学院辽宁沈阳110866

学科竞赛日益发展和丰富,已成为高校创新人才培养与实践能力提升的重要实践环节。高等教育土木工程专业人才培养需要不断地更新培养目标、改革教学模式、创新人才培养体系。在人才培养改革过程中,如何高效发挥学科竞赛在土木工程专业人... 详细信息

学科竞赛日益发展和丰富,已成为高校创新人才培养与实践能力提升的重要实践环节。高等教育土木工程专业人才培养需要不断地更新培养目标、改革教学模式、创新人才培养体系。在人才培养改革过程中,如何高效发挥学科竞赛在土木工程专业人才培养过程中的作用,提高土木工程人才培养的创新实践能力,需要深入地探讨。该文探讨将学科竞赛与人才培养高效融合,发挥学科竞赛类活动在教育教学、创新人才培养等方面的重要作用,加强学科竞赛与传统教学的融合,发挥二者的协同效应。经过初步的研究与实践,重构学科竞赛融入人才培养模式的策略,创新教学方法,建立土木工程专业人才创新实践能力培养模式,为提升土木工程人才培养质量、探讨土木工程专业建设与改革的路径,提供参考。

关键词：学科竞赛土木工程协同效应创新能力人才培养课程体系

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温室葡萄蒸散量时间尺度提升方法优选

农业工程学报 2022年第14期38卷 88-97页

作者：裴冬杰魏新光崔宁博姚名泽白义奎王铁良郑思宇付诗宁沈阳农业大学水利学院沈阳110866 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065

为探索在东北寒区温室种植环境下葡萄蒸散发(Evapotranspiration,ET)规律与不同时间尺度ET转化方法,该研究对温室葡萄蒸散过程及环境因子进行2 a的连续监测,利用3种尺度提升方法(蒸发比法、改进蒸发比法、作物系数法)对葡萄ET进行了瞬... 详细信息

为探索在东北寒区温室种植环境下葡萄蒸散发(Evapotranspiration,ET)规律与不同时间尺度ET转化方法,该研究对温室葡萄蒸散过程及环境因子进行2 a的连续监测,利用3种尺度提升方法(蒸发比法、改进蒸发比法、作物系数法)对葡萄ET进行了瞬时到日以及日到全生育期的时间尺度提升。结果表明:利用蒸发比法、改进蒸发比法和作物系数法进行ET瞬时到日尺度提升的关键参数在08:00—16:00变化平稳,平均值分别为0.54、0.52和0.76,变异系数平均值分别为0.11、0.10和0.09。采用3种日尺度提升方法对葡萄ET进行瞬时到日尺度提升时,基于不同评价指标确定的最优模型和最佳尺度提升时间均不一致。进一步,利用综合评价指标确定了4个生育期的最佳模拟时刻,基于该时刻进行瞬时到日尺度提升模拟,模拟精度以蒸发比法最高,作物系数法最低,改进蒸发比法居中。2020和2021年蒸发比法模拟的R2分别达到0.92和0.89,相对均方根误差仅为20.23%和21.49%。利用不同生育期的日蒸腾进行生育期尺度ET提升,其中果实膨大期效果最好,基于3种方法利用该生育期日数据进行全生育期ET模拟,模拟精度仍然以蒸发比法最高,作物系数法最低,改进蒸发比法居中。蒸发比法在2020和2021年的ET模拟绝对误差仅为1.8和7.4mm,相对误差仅为0.68%和2.73%。研究结果可为东北地区温室葡萄的水分管理提供科学依据。

关键词：蒸散发蒸腾温室时间尺度提升蒸发比改进蒸发比作物系数

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日光温室朝向对进光量的影响分析

农业机械学报 2005年第2期36卷 73-75,84页

作者：白义奎刘文合王铁良佟国红沈阳农业大学水利学院

在高纬度地区冬季凌晨气温比傍晚低 ,在管理上 ,上午揭帘时间较晚 ,使得温室内下午实际日照时间比上午长。温室内下午日照时间较上午日照时间每增加 0 .2 5 h,获得最大进光量的温室朝向应相应偏西增加 1°。以沈阳地区 (41°4 6′N )为... 详细信息

在高纬度地区冬季凌晨气温比傍晚低 ,在管理上 ,上午揭帘时间较晚 ,使得温室内下午实际日照时间比上午长。温室内下午日照时间较上午日照时间每增加 0 .2 5 h,获得最大进光量的温室朝向应相应偏西增加 1°。以沈阳地区 (41°4 6′N )为例 ,分析表明在计算条件下 ,在南偏西 5°～ 6°时 ,进光量最大 ,与正南向温室进光量相比 ,增加约 0 .3%。

关键词：日光温室傍晚高纬度地区日照时间冬季沈阳地区朝向增加影响分析管理

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日光温室燃池加热系统传热机理与数学模型

农业机械学报 2006年第9期37卷 107-111页

作者：白义奎王铁良佟国红刘文合沈阳农业大学水利学院

运用热力学与传热学的基本理论,对日光温室燃池加热系统的传热机理进行了系统分析,建立了燃池加热系统的数学模型,并进行数值分析与试验研究。结果表明,数值计算值与实测值基本吻合,变化规律一致,验证了模型的正确性,相关系数达到0.76～... 详细信息

运用热力学与传热学的基本理论,对日光温室燃池加热系统的传热机理进行了系统分析,建立了燃池加热系统的数学模型,并进行数值分析与试验研究。结果表明,数值计算值与实测值基本吻合,变化规律一致,验证了模型的正确性,相关系数达到0.76～0.89。

关键词：日光温室燃池加热系统传热数学模型

日光温室燃池-地中热交换系统加热效果的初步研究

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农业工程学报 2006年第10期22卷 178-181页

作者：白义奎迟道才王铁良赵岽任冰洁沈阳农业大学水利学院沈阳110161

为保证日光温室作物在寒冷季节正常生长,在日光温室中设置了燃池-地中热交换系统,该系统将燃池和地中热交换系统结合起来,以达到提高温室内土壤温度和气温的目的。初步研究表明,在地面以下0.35 m沿温室长度方向3个测点土壤平均温度分别... 详细信息

为保证日光温室作物在寒冷季节正常生长,在日光温室中设置了燃池-地中热交换系统,该系统将燃池和地中热交换系统结合起来,以达到提高温室内土壤温度和气温的目的。初步研究表明,在地面以下0.35 m沿温室长度方向3个测点土壤平均温度分别为15.5℃、15.6℃、15.5℃,土壤温度分布均匀,较参考点平均温度分别提高1.9℃、2.0℃、1.9℃;沿温室跨度方向3个测点土壤平均温度分别为15.2℃、15.6℃、14.7℃,分别较对应参考点平均温度提高2.7℃、2.0℃、3.7℃;温室内平均气温为21.4℃,较参考点平均气温提高2.6℃,室内外温差达到34.0℃。使用燃池-地中热交换加热系统,对提高温室内土壤温度、气温均具有较好的效果。

关键词：日光温室燃池-地中热交换系统加热