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基于COMSOL的水稻水分检测极板仿真优化与试验

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农机化研究 2024年第5期46卷 129-134页

作者：孙文胜万霖车刚王洪超张智田金凯黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319 黑龙江省北大荒米业集团有限公司哈尔滨150036

为了提高水稻水分的在线检测精度,对平行式三极板电容器进行了有限元仿真分析和极板结构参数优化试验。使用COMSOL Multiphysics 5.6软件,对平行式三极板电容器进行静电场模拟分析,采用控制变量法探究边缘效应与极板厚度、极板间距、相... 详细信息

为了提高水稻水分的在线检测精度,对平行式三极板电容器进行了有限元仿真分析和极板结构参数优化试验。使用COMSOL Multiphysics 5.6软件,对平行式三极板电容器进行静电场模拟分析,采用控制变量法探究边缘效应与极板厚度、极板间距、相对面积的变化关系。以电容比作为试验指标,使用Design-Expert软件对三极板电容器的极板厚度、极板间距、相对面积进行三因素三水平Box-Behnken试验设计,通过方差分析和响应曲面分析得到最优的三极板电容器极板结构参数。研究结果表明:在满足装置机械设计要求情况下,极板厚度1mm、极板间距100mm、相对面积18000.000mm 2的三极板电容器受边缘效应影响程度最低,是本研究水稻水分在线检测装置的最优极板结构参数。

关键词：检测极扳含水率仿真分析优化设计水稻

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集贤煤矿切顶留巷关键参数及留巷稳定性分析

煤矿安全 2024年第6期55卷 160-168页

作者：孟显伟曲泉李子波张强嫩江市坤源矿业有限公司黑龙江嫩江161400 黑龙江省第五地质勘查院黑龙江哈尔滨150096 黑龙江科技大学矿业工程学院黑龙江哈尔滨150022

针对双鸭山集贤煤矿东二采区16#右三工作面切顶留巷难题,建立了切顶留巷围岩力学模型,给出了切顶高度、切顶角度等关键参数理论计算式;分析了切顶参数(切顶高度、切顶角度)对留巷围岩应力分布及变形特征影响规律。模拟结果表明:切顶高... 详细信息

针对双鸭山集贤煤矿东二采区16#右三工作面切顶留巷难题,建立了切顶留巷围岩力学模型,给出了切顶高度、切顶角度等关键参数理论计算式;分析了切顶参数(切顶高度、切顶角度)对留巷围岩应力分布及变形特征影响规律。模拟结果表明:切顶高度越大,卸压效果越好;切顶角度增大,实体煤侧应力呈现增大趋势,同时也为矸石垮落创造一定条件。相似模拟结果表明:当煤层开采至一定距离时,采空区上位岩层同期垮落,切缝范围岩体和垮落岩体形成铰接,即巷旁充填基本完成,留巷上方形成“低位悬臂梁+高位铰接岩梁”结构。实践结果表明:切顶高度8.0 m(即切断2.39 m的中砂岩),切顶角度10°,切顶钻孔排距600 mm,距工作面60 m左右时,顶板下沉量为168 mm,实体煤帮移近量212 mm,矸石帮变形量几乎为0,底鼓量120 mm。

关键词：无煤柱开采切顶卸压沿空留巷切顶高度切顶角度

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堵塞工况下水力旋流器流场特性及性能分析

化工进展 2024年第7期43卷 3776-3786页

作者：邢雷苗春雨蒋明虎赵立新蔡萌李新亚东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318 黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室黑龙江大庆163318 大庆油田博士后科研工作站黑龙江大庆163453 大庆油田有限责任公司采油工程研究院黑龙江大庆163453

为研究水力旋流器在井下出现堵塞问题而产生的流场及性能变化规律,以井下倒锥式水力旋流器为研究对象,采用数值模拟与实验相结合的研究方法,对旋流器在六种不同堵塞工况下的流场特性及分离性能进行深入分析,并提出一种流场不对称性的定... 详细信息

为研究水力旋流器在井下出现堵塞问题而产生的流场及性能变化规律,以井下倒锥式水力旋流器为研究对象,采用数值模拟与实验相结合的研究方法,对旋流器在六种不同堵塞工况下的流场特性及分离性能进行深入分析,并提出一种流场不对称性的定量表征方法,明确其在不同堵塞工况下旋流场变化及平均偏移不对称情况。结果表明,在三条紧邻流道堵塞的工况中,切向速度及轴向速度的平均偏移不对称率均产生最大值分别为67.82%和34.99%;相对于无堵塞工况,六种不同堵塞工况的平均压降均有所上升,分离效率均有所下降,其中工况六在四条紧邻流道堵塞的工况中,平均压降最大,分离效率最小。通过实验开展不同工况下的分离性能分析,实验结果与模拟结果的平均误差为1.22%,呈现出较好的一致性,为本文数值模拟方法的准确性提供了验证。

关键词：计算流体力学数值模拟两相流水力旋流器速度场

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冻融循环下沥青混合料损伤特性研究

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第5期40卷 778-788页

作者：谭忆秋徐慧宁赵春丽叶万里哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150006 黑龙江省交通投资集团有限公司黑龙江哈尔滨150060

目的探究季节冻土地区温差和冻融循环等气候特点对沥青混合料使用性能的影响,为我国不同地区的沥青路面设计、养护、寿命评估和冻融损伤评估提供依据。方法采用室内冻融循环模拟试验,根据不同温度配置和不同循环次数下沥青混合料的弯... 详细信息

目的探究季节冻土地区温差和冻融循环等气候特点对沥青混合料使用性能的影响,为我国不同地区的沥青路面设计、养护、寿命评估和冻融损伤评估提供依据。方法采用室内冻融循环模拟试验,根据不同温度配置和不同循环次数下沥青混合料的弯拉强度、疲劳寿命和单轴压缩动态模量的衰减,研究冻融循环作用前后沥青混合料的损伤特征,明确冻融循环下沥青混合料的性能衰变特征,最终提出沥青混合料冻融损伤温度等效效应。结果冻融循环对沥青混合料低温抗裂性能造成严重破坏,冻融循环30次后性能的衰减幅度总体上超过50%。融化温度和冻结温度对沥青混合料损伤的影响存在差异,且归因于结冰过程、经典热力学和膨胀力三个方面。在仅冻融循环作用下,沥青混合料的性能衰减表现出先快速下降,后缓慢下降的特征。结论冻融循环对沥青混合料性能的影响程度受循环次数和温度条件影响,其中融化温度较冻结温度对性能的影响更为显著。不同温度配置下冻融30次后的沥青混合料性能表现出相似的分布规律,明确了温度等效效应。建立了混合料冻融循环后的残余抗裂性能的等效模型,将损伤程度简化为三个等级。

关键词：道路工程冻融循环损伤特征抗裂性能衰变规律

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基于电子鼻和BP神经网络对‘黑珍珠’鲜食玉米产地的区分和识别

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食品工业科技 2024年第13期45卷 239-245页

作者：马洪江郝曦煜高铭于有强杨书恒刘士伟马喜山王文鑫段盛林王雪黑龙江北纬四十七绿色有机食品有限公司黑龙江齐齐哈尔161532 黑龙江飞鹤乳业有限公司北京100016 中国食品发酵工业研究院有限公司北京100015

以‘黑珍珠’鲜食玉米为研究对象,采用电子鼻技术分别测定了黑龙江、陕西两大产区共计200个鲜食玉米样品的气味传感器响应值原始数据,通过主成分分析(Principal component analysis,PCA)、判别因子分析(Discriminant function analysis,... 详细信息

以‘黑珍珠’鲜食玉米为研究对象,采用电子鼻技术分别测定了黑龙江、陕西两大产区共计200个鲜食玉米样品的气味传感器响应值原始数据,通过主成分分析(Principal component analysis,PCA)、判别因子分析(Discriminant function analysis,DFA)对不同产地鲜食玉米的挥发性风味进行了区分,采用软独立建模分析(Soft independent modeling class analogy,SIMCA)建立了黑龙江‘黑珍珠’鲜食玉米的判定模型,并通过Pytorch软件建立了反向传播神经网络(Back propagation neural network,BP神经网络)模型,对不同产地的‘黑珍珠’鲜食玉米进行鉴别区分。结果表明,不同产地的‘黑珍珠’鲜食玉米的挥发性风味虽有相似之处但具有明显的产地特征,SIMCA模型可实现对未知样品是否来自黑龙江产区的有效识别(正确率为97%),BP神经网络模型则可对未知产地的‘黑珍珠’鲜食玉米样品进行产地预测及鉴别,平均正确率达99.44%。采用电子鼻技术结合BP神经网络模型可以准确的区分和识别‘黑珍珠’鲜食玉米产地。

关键词：鲜食玉米电子鼻主成分分析软独立建模 BP神经网络产地鉴别

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气相旋转换热器壳程强化传热数值模拟

农机化研究 2024年第5期46卷 257-261,268页

作者：田金凯车刚万霖胡健唐浩黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319 黑龙江省北大荒米业集团有限公司哈尔滨150036

目前,针对大批量谷物干燥的换热器种类较少及现有换热器换热量小、换热效率和能源利用率低等问题,在前人研究的基础上改进了气相旋转换热器结构,并改变螺旋叶片螺距来强化壳程传热。采用计算流体力学软件FLUENT数值模拟方法,对气相旋转... 详细信息

目前,针对大批量谷物干燥的换热器种类较少及现有换热器换热量小、换热效率和能源利用率低等问题,在前人研究的基础上改进了气相旋转换热器结构,并改变螺旋叶片螺距来强化壳程传热。采用计算流体力学软件FLUENT数值模拟方法,对气相旋转换热器壳程进行传热特性分析,得到气相旋转换热器壳程流场在两种螺距的螺旋叶片结构下的压力云图、温度云图和流体速度矢量图,并对比不同流量条件下以两种螺旋叶片螺距为变量的壳程压降、壳程出口温度。研究结果表明:在壳程进口流速为4m/s、进口温度为100℃工况下,对比螺旋叶片螺距为277.5mm及壳程螺距为412mm的螺旋叶片,壳程压降增加30.1%,努尔赛数提高为40.7%。

关键词：谷物烘干换热器气相旋转强化传热数值模拟

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基于工业需求的烤烟品种对比试验

植物学研究 2024年第3期13卷 252-257页

作者：牛昊曹春琪杨鹏九高金旭张源远王昊鄂志莹李尊强中国烟草总公司黑龙江省公司烟草科学研究所黑龙江哈尔滨黑龙江省烟草专卖局(公司) 黑龙江哈尔滨黑龙江省烟草公司牡丹江烟叶公司黑龙江牡丹江黑龙江省烟草公司哈尔滨烟叶公司黑龙江哈尔滨

为提高龙江烟区卷烟原料供给上水平,充分满足工业订单需求,切实合理规划龙江烟区品种布局,选出适宜龙江烟区的优良品种,深度挖掘品种生产潜力和质量潜力,更好地实现烟农增收,本文选取了中烟300及龙江237等多个烤烟品种,以龙江911为对照... 详细信息

为提高龙江烟区卷烟原料供给上水平,充分满足工业订单需求,切实合理规划龙江烟区品种布局,选出适宜龙江烟区的优良品种,深度挖掘品种生产潜力和质量潜力,更好地实现烟农增收,本文选取了中烟300及龙江237等多个烤烟品种,以龙江911为对照,对比各品种农艺性状、化学成分和经济性状,通过综合对比,中烟300、LY101和LYM06可作为适配“龙烟”高端产品需求的特色品种。

关键词：烤烟品种对比

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寒区黑土侵蚀沟治理新技术研究

自然灾害学报 2024年第4期33卷 211-220页

作者：王福坤苏安双高士军王淼袁晓铭褚双兴徐春峰中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 黑龙江省水利科学研究院黑龙江哈尔滨150080 黑龙江红兴隆农垦北兴新型建材有限公司黑龙江七台河154600

东北地区黑土侵蚀沟已严重威胁我国粮食安全,其绝大部分处于寒区环境,谷坊作为治理侵蚀沟的通用手段,面临寒区复杂环境威胁。针对寒区谷坊易受冻融、融雪和降雨等多因素耦合下稳定性不足的问题,提出了一种寒区黑土侵蚀沟治理新技术——... 详细信息

东北地区黑土侵蚀沟已严重威胁我国粮食安全,其绝大部分处于寒区环境,谷坊作为治理侵蚀沟的通用手段,面临寒区复杂环境威胁。针对寒区谷坊易受冻融、融雪和降雨等多因素耦合下稳定性不足的问题,提出了一种寒区黑土侵蚀沟治理新技术——生态柔性煤矸石土谷坊,该谷坊由土、滤土防冲土工合成材料、煤矸石铰接块和植被防护组成,具有就地取材、节省工期、柔性稳定、固废利用、替代石料和有利扦插等优势。文中给出设计理念、关键参数及现场应用关键技术,形成了成套工艺。研究结果表明:生态柔性煤矸石土谷坊变形值集中在-0.0518~0.0307 m之间,在允许范围内,谷坊前后沟道均无扩宽,泥沙淤积深度17~67 cm,有效减少水土流失,植被覆盖率一年增加30%,表明该谷坊具有良好的稳定性与治理效果,生态效益明显。生态柔性煤矸石土谷坊是在传统谷坊形式上做出优化和改进而形成的一种新型谷坊,此技术将生态技术与工程技术有机结合,为寒区黑土侵蚀沟治理提供了新思路和新手段。

关键词：水土保持寒区黑土侵蚀沟治理谷坊

黑龙江省多宝山地区二道坎银铅锌矿床黄铁矿标型特征及其S、Pb同位素研究

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现代地质 2024年

作者：郑博李成禄于雷杨文鹏徐国战史冬岩杨元江符安宗赵瑞君黑龙江省自然资源调查院中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心黑龙江省矿业集团有限责任公司

为提取二道坎银铅锌矿床成因及找矿信息，对与成矿密切相关的黄铁矿进行主量、稀土微量元素及S、Pb同位素等研究。结果显示，黄铁矿的S/Fe、Au/Ag、Co/Ni、Fe/（S+As）和Co-Ni-As等成分标型特征显示该矿床属于中浅成火山热液型矿床，且... 详细信息

为提取二道坎银铅锌矿床成因及找矿信息，对与成矿密切相关的黄铁矿进行主量、稀土微量元素及S、Pb同位素等研究。结果显示，黄铁矿的S/Fe、Au/Ag、Co/Ni、Fe/（S+As）和Co-Ni-As等成分标型特征显示该矿床属于中浅成火山热液型矿床，且所勘查的位置处于矿体中浅部；黄铁矿中轻稀土富集，具弱负Eu异常，无Ce异常，相对富集高场强元素Th、U、P、Hf和Yb，亏损大离子亲石元素Rb、K和Sr，Y/Ho值，显示成矿流体具有壳幔混合特征。Zr/Hf、Nb/Ta值显示成矿流体处于较稳定的环境中，但成矿过程中可能混入外来热液物质。硫同位素数值集中在+2.3‰～+8.6‰，表明成矿物质来源较深；206Pb/204Pb值为18.007～18.034，207Pb/204Pb值为15.501～15.522，208Pb/204Pb值为37.704～37.755，显示成矿物质为以地幔为主的壳幔混合来源。结合本区地球化学特征及区域典型矿床特征，认为二道坎银铅锌矿床为浅成低温热液型矿床，目前已剥蚀到中浅部，深部仍有一定的找矿潜力。

关键词：黄铁矿标型特征稳定同位素矿床成因二道坎银铅锌矿床黑龙江多宝山地区