密闭粮堆中水分和温度变化的模拟研究

通过数值模拟的方法对考虑呼吸作用的密闭粮仓内温度和水分随时间的变化进行了探究。在数值模拟过程中,对真实粮仓进行适当的简化,建立数学模型,利用有限元法,对不同初始温度的粮堆进行数值模拟分析,研究粮堆内部温度和水分变化与呼吸作用的关系,当粮堆的初始温度较高时,呼吸作用对粮堆温度和水分的影响非常显著。利用研究结果可以为粮堆进行合理的"人工干预"提供理论依据。     

基于NMR的粮仓多场耦合图形化探测系统研究

粮仓是一个复杂的生态系统,其内部生物、非生物以及环境的耦合关系复杂,且只能对温度等少数参数进行探测,粮仓生态近乎“黑箱”。为了便于研究粮仓复杂的耦合关系、核实其中的基本规律,研究提出了一种基于核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance,NMR）的粮仓多场耦合图形化探测系统。该系统由核磁共振成像分析仪、粮仓模拟装置和数据采集处理系统三部分组成,可同时实现粮堆温度、湿度和水分三参数的真实精准探测,并能通过配套云图生成软件直观、形象地呈现粮堆温度场、湿度场和水分场分布云图。该系统首次将低场核磁共振成像技术应用于粮堆多场耦合作用研究领域,为探明粮仓生态复杂的耦合关系,进一步证实相关理论研究结论提供了一种新的技术手段。该系统的提出有助于深化行业正在致力发展的粮堆多场耦合及生物场理论。     

大跨度平房仓上下行降温通风的数值模拟研究

基于多孔介质流动和传热传质理论,建立了仓储储粮通风过程中粮堆内部流动及热湿耦合传递的数学模型。采用计算流体动力学的方法,预测分析了双侧通风的大跨度平房仓在不同粮堆温度梯度方向、不同竖向通风方式的4种工况下粮堆内部温度和水分变化规律。同时探究了吊顶粮仓与未吊顶粮仓在4种通风工况下的降温保水效果。结果表明：粮仓未吊顶时,上行通风方式的降温保水效果优于下行通风;对于吊顶粮仓,上行通风与下行通风降温保水效果相差不大;粮面顶部的空气区域对降温通风时粮堆的温度变化、水分变化影响较大,对粮仓进行吊顶,具有更好的降温保水效果。     

准静态仓储粮堆温度场的CFD模拟

现有仓储粮堆数学模型难以有效模拟实际粮堆温度的变化过程.本试验应用计算流体力学(CFD)方法模拟研究了仓储粮堆在不通风情况下温度场的变化情况,根据粮仓结构和仓外环境条件,通过确定模拟区域、网格划分、模型选择,确定了合理的CFD模拟方案,得到并分析了两种不同尺度粮仓内仓储粮堆温度随季节变化过程的模拟结果.通过对准静态仓储粮堆内部温度随环境温度变化过程的分析,为仓储通风系统的优化设计提供了有价值的参考依据,为进一步的模拟研究奠定了良好基础.     

粮堆温度预测插值算法的研究

温度变化对粮堆内的微生物滋长和虫害活动有着十分重要的影响,对粮堆温度进行准确监测和预测是保障储粮品质和安全的关键因素。本文通过对实际粮堆温度传感器节点阵列的历史数据进行挖掘分析,提出了基于时间-空间相结合的粮温预测模型,可对各个节点未来时刻的温度值进行预测,并可通过此模型对未知节点温度进行预测插值,以得到未来时刻粮库的温度云图。实验结果表明,与现在粮库常用的基于经验函数的温度预测算法和只考虑时间层面的机器学习预测算法相比,本文预测模型得到的节点温度预测均方误差分别降低了23.81和6.82,预测结果得到提升,并且通过预测插值得到的未来时刻粮堆温度场分布云图对粮库预知局部危险因素具有实际的指导意义。     

围护结构对浅圆仓粮堆温度模拟的影响研究

针对围护结构材质为钢筋混凝土的浅圆仓，为了准确模拟外部环境对粮堆温度的影响，研究建立了符合局地气候条件的“粮堆—围护结构—环境”传热模型。通过在粮堆模型外部增加围护结构区域并考虑其传热性质，使得建立的模型可以体现出粮仓围护结构对粮堆与外部环境温度之间传热过程的迟滞效应。在此基础之上，以济南市2021年5月至9月的逐时大气温度数据作为输入，模拟了不同围护结构传热参数设定对粮堆温度演化的影响，模拟结果表明，围护结构的物性参数会对粮堆温度的数值和波动幅值产生影响。因此，在模拟围护结构材质为钢筋混凝土的浅圆仓内部粮堆温度演化时，考虑围护结构的传热作用是模拟结果准确的重要前提。     

粮仓内水分和温度变化的数值模拟分析

采用数值模拟的方法对粮仓内温度和水分随时间的变化进行研究。在数值模拟过程中,对真实粮仓进行一定的简化,建立了相似的物理模型,并与经典实验做对比,验证模型的可靠性。根据多孔介质的局部热质平衡原理和体积平均法,对不同初始温度的粮堆进行数值模拟分析,获得了粮食内部水分和温度随时间的变化规律。当温差从20℃增加到40℃时,粮仓内水分和温度变化也随之加剧。研究结果为预防粮食在储存过程中发生霉变、结露提供了科学依据。     

基于Fortran程序对储粮通风温度水分和害虫演替的模拟研究

世界各国因储粮害虫对粮食造成的损失非常严重,为了降低粮食在储藏期间的损耗,所以研究储粮通风过程中害虫增长量的变化至为重要。文章基于多孔介质热湿耦合理论,建立了浅圆仓的粮堆内部热湿传递和流动的数学模型以及害虫和熏蒸经验模型,并基于Fortran语言编程,模拟分析了通风状态下粮堆温度、水分含量、储粮害虫增长量以及杀虫剂浓度衰减的变化。结果表明：通风对粮堆内部温度和水分以及害虫生长影响明显。粮堆的水分含量近似对称分布,而受太阳辐射的影响,粮仓不同方向壁面的温度分布并不对称。储粮害虫在粮仓内的数量分布与温度、水分等因素有关,在壁面附近害虫分布较多,且在筒仓中心区域出现分层现象。杀虫剂浓度衰减也受温度的影响,温度高会影响杀虫剂的降解,导致杀虫剂浓度较低     

基于BP神经网络方法的高大平房仓温度场预测研究

国家粮食储备多以平房仓为主要存储仓型,储粮粮堆在夏季时受到外界持续传热而会达到较高温度,而且微生物生长繁殖会进一步引起粮堆内部发热,对安全储粮产生危害。为了确保储粮品质,控制储粮温度,粮仓温度场预测系统的研究与应用就愈显重要。基于神经网络模型,以BP神经网络预测模型为主要研究对象,并选取典型高大平房仓实际粮情监测数据为实例,在MATLAB平台进行仿真,通过实测数据进行训练,构建实测模型。分析了粮食温度场的影响因素,采用SPSS统计学软件确定了影响因素的权重大小,并采用神经网络方法验证了主成分分析的结果。     

不同通风温度下储粮仓横向降温保水通风数值模拟研究（网络首发、推荐阅读）

为保证长期储藏的稻谷品质,对相同湿度不同通风温度条件下储粮横向降温保水通风模拟分析研究具有重要意义。基于吸湿性多孔介质的传热传质理论,结合应用已有的粮堆热湿传递的数学模型,并以数值模拟的方法分析相同湿度时不同进风温度对储粮仓温度与水分变化规律。结果表明：当粮堆初始温度为25 ℃、进风温度为17 ℃时,粮堆的降温速率最快,粮粒的吸湿与解吸湿过程也最先达到平衡,粮堆内部的保水效果最佳;其中距离进风口处0.4 m粮层与不同温度的进风空气进行热湿耦合传递时,粮层温度、水分下降趋势一致,该粮层进风温度越高,水分丢失现象越明显;进风温度越低,粮堆温度的下降幅度越大。随着与进风口距离的增加,粮层的降温效果变差,在通风温度为19 ℃时,距离风口处26.2 m粮层温度几乎保持粮仓初始温度不变,达不到降温效果。     

基于BP神经网络的仓储小麦的生理生化指标预测

BP神经网络算法在粮食仓储领域拥有巨大的应用价值和潜力。本研究尝试将BP神经网络引入仓储小麦品质预警模型,以天津储粮抽检数据为对象,通过对室内温度的记录,样品水分、淀粉、蛋白质等11项生理生化指标的定期检测,利用BP神经网络算法进行仓储小麦的品质预测与影响分析。仿真结果表明,基于BP神经网络的数据预测方法具有较小的过程误差和较高的结果准确性,为仓储小麦的品质预测提供了一种有效的研究方法。     

粮仓谷物温度场数学模型的研究与应用

介绍了根据测量得到的有限个典型的离散温度数据,利用最小二乘法拟合出粮仓温度在其空间坐标上的分布函数,从而可以较精确地估计粮仓内任一点的温度值,该数学模型的应用大大节约了硬件资源,方便了测量工作.     

一种基于聚类特征的Faster R-CNN粮仓害虫检测方法

本文基于Faster R-CNN模型提出复杂背景下粮仓害虫的检测识别方法。将六种常见的储粮害虫(豆象、谷蠹、米象、锯谷盗、赤拟谷盗、锈赤扁谷盗)分别以大米、小米为背景,建立了真实背景下粮仓害虫图像数据集SGI-6。SGI-6中包括网络获取图像、显微镜采集图像和单反拍摄图像三种多目标尺度的数据集。根据粮仓害虫的小目标特性,使用聚类算法改进Faster R-CNN模型的区域提案网络,来提取这些图像中含有害虫的区域,并对这些区域中的害虫进行分类。实验结果表明,该方法能够在储粮条件下检测和识别粮仓害虫,且其平均准确率(mAP)达到96.63%。     

非通风状态新型地下粮仓储粮温度场的CFD数值模拟

地下粮仓储粮温度场是保证储粮品质和绿色生态储粮的重要影响因素。针对地下粮仓试验仓,该文利用Gambit软件建立了地下粮仓的三维立体模型,并对模型进行了网格划分,采用CFD数值模拟方法研究了非通风状态地下粮仓粮食储存过程中粮堆温度场的变化规律。通过编写和导入UDF函数,改进CFD软件中的质量控制方程、动量控制方程和壁面热量传递控制方程,通过迭代计算和基于CFD软件模拟得到了地下粮仓非通风状态条件下温度场的变化规律,研究结果表明,随着地下仓储粮时间的变长,仓内粮堆温度与周围维护结构之间、粮堆之间不停的进行着热质交换,最终温度逐渐趋于当地地下恒温温度值附近,地下仓可以作为一种经济适用的仓型来推广;同时,本文的研究可以为地下粮仓的温度场控制提供参考和依据,为粮堆机械通风手段作为参考。     

基于改进的GM(2,1)模型的粮仓温湿度预测

建立粮仓温湿度的预测模型,对实现粮食的安全储备有着积极意义.但粮仓温湿度数据的贫乏性和其随季节变化的波动性,一直是困扰粮仓温湿度建模的难题,这也使粮仓的温湿度控制一直处于被动局面.利用灰模型贫数据建模的特点,提出了采用改进的GM(2,1)模型对粮仓检测到的温湿度数据进行建模分析的方法,得到粮仓的温湿度预测模型,实现对粮仓温湿度变化趋势的预测和预警.仿真结果表明,该模型的预测值有较高的精度,因此,有一定的实用价值.     

粮仓谷物局部发热温度场数学模型研究与应用

利用热力学定理、传热学知识和能量平衡理论等,建立了粮仓谷物局部温度场变化数学模型,在初始条件和边界条件一定的情况下,求解数学模型中的微分方程时,发现微分方程的解不唯一。最后,利用实测数据验证了微分方程解的多值性与实际中粮堆内局部温度的多变性情况相符。     

花型样条曲线加工代码生成算法

为简化绗缝、提花、针织等自动化设备的花型轮廓设计,弥补现有纺织设备中复杂曲线无法直接插补的缺陷,增加B 样条曲线的插补功能,通过双圆弧分段逼近三次准均匀B 样条曲线的方法,获得只含有微段直线和微段圆弧数据的简单花样,并采用直线插补算法、圆弧插补算法对花样数据进行针迹点均匀分布处理,同时运用MatLab进行编程仿真,验证其有效性。结果表明：在误差范围内,可使逼近的双圆弧在连接点处光滑连接并达到一阶导数连续且拟合段数最少;花样作业图案的针迹点分布均匀,误差小,满足复杂花样加工的要求,简化数值计算和编程,可实现复杂曲线数控织造的工程运用。     

Assessing drivers of maize storage losses in south west Benin using a fractional response model

An assessment of drivers of maize storage losses was undertaken in south west Benin applying the Fractional Response Model on information collected from 400 smallholder maize farmers. The mean loss of maize during the storage period reported by farmers was estimated at 10.25 percent of the total harvest. The average marginal effect obtained from the fitted Fractional Response Model revealed that storage technologies, farmers’ post-harvest attitudes, insect damage, weather conditions and infrastructures play a significant role in storage losses maize farmers experience in south west Benin. The findings revealed that farmers who used bags and plastic containers respectively reduced storage losses by 6.7 and 7.8 percentage points compared to farmers who used woven granary baskets. The results also indicated that applying ash, neem leaves, pepper or lemon increased the storage loss by 4.11 percentage points compared to storing without protectant. Drying after harvesting decreased the storage loss by 1.9 percentage point. In contrast, the storage loss increased by 5.1 percentage points for respondents who reported insects as predators of their stored maize, and by 2.1 percentage points when it rains at the time of maize harvest. A one-degree increase in temperature was associated with an increase in storage losses of 4.4 percentage points and farmers who live at less than 26.09 km to market reduced storage losses by 0.17 percentage point. Effective policies for a sustainable reduction of storage losses among maize farmers in the area should consider the need to raise awareness about the loss issue that represents the use of woven granary basket, ash, neem leaves, pepper and lemon as storage technologies. Farmers should be informed to avoid harvesting during times of rain, encouraged to properly dry their produce after harvesting and sustainable hermetic equipment robust against insect growth during storage should be promoted.     

基于VB的粮仓管理系统的设计

介绍了粮仓管理系统上位机设计的通信协议、通信程序、功能设计、调试方法、运行数据分析等。采用Mscommon控件设计了串口通信程序,能够实现粮仓管理、温湿度巡检、超限报警、历史查询、打印报表等功能。