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2017年  39卷  第3期

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特邀稿
杜仲良种选育研究现状及展望
康向阳
2017, 39(3): 1-6. doi: 10.13332/j.1000--1522.20160377
摘要:
杜仲是我国特有的传统中药材,也是极具潜力的温带胶源树种,在制药、制胶等产业化开发方面具有巨大的利用价值。该文综述了杜仲种质资源收集、保存及性状遗传变异评价,杜仲选择育种、杂交育种和多倍体育种技术与良种选育,以及杜仲无性系繁殖技术等研究现状,指出面向立地条件较差、劳力资源紧张的杜仲栽培地区,发展杜仲栽培以及制药、制胶产业,仍然以数量巨大、收集容易、成本低廉的叶片作为生产原料最为切实可行。在杜仲良种选育中,利用多倍体代谢产物增加等特性,通过诱导配子染色体加倍获得杂种三倍体,则是大幅度提高杜仲叶片含胶量、药效成分含量以及植株产叶量最具希望的途径。在未来杜仲多倍体育种中,应加强杜仲叶片含胶量、药效成分含量等目标性状配合力高的杂交亲本选配,在利用基因剂量效应带来的倍性优势同时,充分利用异源配子结合产生的杂种优势;创制简便易行、成本低廉的杜仲胶、药效成分等次生代谢产物检测技术方法,提高优良无性系选择效率和效果;研发技术环节简约、出圃快、苗木幼化、成本低廉的杜仲无性繁殖技术,加快良种规模生产。可以预见,随着杜仲三倍体的选育成功,通过一轮次多倍体育种过程实现杜仲多目标性状综合改良,必将更为有力地促进以制药、制胶为核心的杜仲绿色循环经济的高效发展。
杜仲良种选育研究现状及展望
康向阳
2017, 39(3): 1-6. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160377
摘要:
杜仲是我国特有的传统中药材,也是极具潜力的温带胶源树种,在制药、制胶等产业化开发方面具有巨大的利用价值。该文综述了杜仲种质资源收集、保存及性状遗传变异评价,杜仲选择育种、杂交育种和多倍体育种技术与良种选育,以及杜仲无性系繁殖技术等研究现状,指出面向立地条件较差、劳力资源紧张的杜仲栽培地区,发展杜仲栽培以及制药、制胶产业,仍然以数量巨大、收集容易、成本低廉的叶片作为生产原料最为切实可行。在杜仲良种选育中,利用多倍体代谢产物增加等特性,通过诱导配子染色体加倍获得杂种三倍体,则是大幅度提高杜仲叶片含胶量、药效成分含量以及植株产叶量最具希望的途径。在未来杜仲多倍体育种中,应加强杜仲叶片含胶量、药效成分含量等目标性状配合力高的杂交亲本选配,在利用基因剂量效应带来的倍性优势同时,充分利用异源配子结合产生的杂种优势;创制简便易行、成本低廉的杜仲胶、药效成分等次生代谢产物检测技术方法,提高优良无性系选择效率和效果;研发技术环节简约、出圃快、苗木幼化、成本低廉的杜仲无性繁殖技术,加快良种规模生产。可以预见,随着杜仲三倍体的选育成功,通过一轮次多倍体育种过程实现杜仲多目标性状综合改良,必将更为有力地促进以制药、制胶为核心的杜仲绿色循环经济的高效发展。
林学
基于灰度梯度图像分割的单木树冠提取研究
冯静静, 张晓丽, 刘会玲
2017, 39(3): 16-23. doi: 10.13332/j.1000--1522.20160373
摘要:
树冠是树木的重要组成部分,基于遥感影像的树冠提取对于森林资源调查监测具有重要意义,但准确获得树冠的形状和边界比较困难。高分辨率影像具有丰富的纹理和光谱信息,基于高分辨率影像单木树冠勾勒技术为森林资源调查提供了一种快速有效的测树途径。但是,由于高分影像信息冗杂,面向对象的分割方法数据计算量大,并且需要人工设置光谱或纹理阈值才可以实现单木分割,导致工作效率下降,鲁棒性差。图像增强通过改变原始图像的结构关系,有选择地突出或者抑制图像中的某些特征,有效的图像增强有益于提高单木树冠分割的准确程度。因此,本文提出一种基于影像的灰度梯度图像分割的树冠提取方法,通过对比传统的罗伯斯、拉普拉斯算子与改进的数学形态学算子,利用目视解译与灰度直方图结合的方法确定最优选择为改进的数学形态学算子。然后,利用改进的数学形态学算子结合面向对象多尺度分割方法,简化原始影像复杂的背景信息,快速提取大范围单木树冠信息。以甘肃省张掖市大野口林区机载激光雷达系统携带的CCD影像为数据源,提取实验区单木树冠,并从空间和形状上验证效果。实验结果表明:在高分影像的灰度梯度图像上进行面向对象分割提取单木冠幅, 单木株数精度为83.19%,形状精度达到88.62%,优于传统林业调查精度,且冠幅获取速度快,效率高,并可以较为精确地提取树冠边界。
白桦半同胞子代多点生长性状测定及优良家系选择
刘宇, 徐焕文, 张广波, 王有菊, 滕文华, 姜静
2017, 39(3): 7-15. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160154
摘要:
针对白桦种子园半同胞家系开展多点造林试验,不仅能够选择出性状优良的家系,而且也能加快种子园的改良进程。本文以白桦初级种子园中53个半同胞家系为对象,分别在朗乡、帽儿山、吉林等3个试验点营造试验林,对12年生试验林各家系的树高、胸径和单株材积等性状进行多地点联合分析。单株材积及树高生长量在地点间和家系间以及地点与家系的交互作用上均表现为差异极显著(P<0.01),胸径生长量在家系间和地点间也表现为差异极显著(P<0.01)。根据多重比较的结果分别在各试验点进行了优良家系的初选,同时,采用BLUP模型对多地点参试家系材积育种值进行估算,依据育种值高低对参试家系进行综合评价,以20.00%入选率为标准,B34、B15、B28、B16、B51、B40、B42、B45、B48、B35、B19入选为优良家系,其材积均值分别较朗乡、帽儿山和吉林3个地点的家系均值高8.29%、9.80%和13.60%,材积性状在3个地点的遗传增益分别为3.23%、7.16%、8.84%。这11个家系的采种母树也入选为优良母树,其中B35和B15的采种母树为最优母树。研究结果不仅为白桦半同胞子代家系选择提供理论依据,而且也为白桦初级种子园的改良提供参考。
基于灰度梯度图像分割的单木树冠提取研究
冯静静, 张晓丽, 刘会玲
2017, 39(3): 16-23. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160373
摘要:
树冠是树木的重要组成部分,基于遥感影像的树冠提取对于森林资源调查监测具有重要意义,但准确获得树冠的形状和边界比较困难。高分辨率影像具有丰富的纹理和光谱信息,基于高分辨率影像单木树冠勾勒技术为森林资源调查提供了一种快速有效的测树途径。但是,由于高分影像信息冗杂,面向对象的分割方法数据计算量大,并且需要人工设置光谱或纹理阈值才可以实现单木分割,导致工作效率下降,鲁棒性差。图像增强通过改变原始图像的结构关系,有选择地突出或者抑制图像中的某些特征,有效的图像增强有益于提高单木树冠分割的准确程度。因此,本文提出一种基于影像的灰度梯度图像分割的树冠提取方法,通过对比传统的罗伯斯、拉普拉斯算子与改进的数学形态学算子,利用目视解译与灰度直方图结合的方法确定最优选择为改进的数学形态学算子。然后,利用改进的数学形态学算子结合面向对象多尺度分割方法,简化原始影像复杂的背景信息,快速提取大范围单木树冠信息。以甘肃省张掖市大野口林区机载激光雷达系统携带的CCD影像为数据源,提取实验区单木树冠,并从空间和形状上验证效果。实验结果表明:在高分影像的灰度梯度图像上进行面向对象分割提取单木冠幅,单木株数精度为83.19%,形状精度达到88.62%,优于传统林业调查精度,且冠幅获取速度快,效率高,并可以较为精确地提取树冠边界。
基于分数阶微分视频融合的森林烟火检测算法
仲亭玉, 刘文萍, 刘鹏举
2017, 39(3): 24-31. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160163
摘要:
森林火灾检测是国内外林业应用研究的重要课题之一。及时准确地检测到森林火灾,对于森林健康及环境安全意义重大。现有的利用视频技术检测森林火灾的方法大多针对单一波段,如可见光波段或红外波段的视频信息进行分析,然而在实际应用过程中,由于森林环境复杂,基于单一波段视频信息检测火灾的结果欠佳。现阶段,基于多个波段的森林火灾检测方法非常少。本文综合利用红外及可见光视频特征,提出了一种基于分数阶微分视频融合的森林烟火检测算法,将分数阶微分理论引入红外视频和可见光视频融合中,利用分数阶微分算子对两个波段视频进行融合,然后利用背景去除法检测融合视频中的异常帧,且对异常帧图像及其与背景帧的差分图像分别进行图像分割,最终得到检测出的森林烟火区域。采用空间频率、平均梯度、森林火灾检测准确率和森林火灾检测时间误差度4个测度对本文算法和基于区域能量融合算法、基于窗口方差融合算法、基于HSI变换融合算法进行定量分析和比较。结果表明,本文算法的融合视频的融合效果最佳,并且森林火灾检测准确率和森林火灾检测时间误差均明显优于其他3种算法,说明本文提出的算法具有较好的有效性和准确性,为森林火灾检测提供了有利的新途径。
榛实象甲高致病力菌株筛选及侵染过程的显微观察
刘剑锋, 张彧楚, 刘挺, 塞拉尔·唐瑟, 程云清
2017, 39(3): 32-37. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160322
摘要:
榛实象甲是目前我国榛园中导致产量损失的首要害虫,生产中以化学防治为主,易导致果品化学残留超标问题。本研究的目的在于筛选榛实象甲的高毒力菌株,以期为其生物学防治提供科学依据。本研究使用2株绿僵菌(CGMCC No.3.7986、3.4607)、1株白僵菌(CGMCC No. 12108)接种榛实象甲成虫,检测其侵染榛实象甲累积死亡率随时间的变化,并用解剖镜与扫描电镜观察了白僵菌侵染榛实象甲成虫的过程。结果表明,白僵菌菌株12108侵染榛实象甲后,在处理后的第4天与第6天累积死亡率分别达到91.67%和100%,远高于同期绿僵菌3.7986的6.67%和17.5%及绿僵菌3.4607的10.0%和22.5%;白僵菌菌株12108的LT50和LT90值分别为2.56和4.42d,远小于绿僵菌3.7986的11.40和17.70d及绿僵菌3.4607的8.80和12.80d;在侵染开始时,白僵菌菌株12108一般从口器、触角、胸足基部、胸足关节等有缝隙的部位开始生长,接种后10d时,该虫表面被浓密的菌丝所覆盖,胸腔内部也充满菌丝,体表开始形成大量分生孢子。以上研究结果确认白僵菌菌株12108对榛实象甲有强致病力,这为榛实象甲生物农药的开发提供了重要依据。
松栎柱锈菌春孢子总黄酮提取及抗氧化活性
瓮岳太, 薛煜, 徐硕, 张国亮, 刘悦, 邸雪颖
2017, 39(3): 38-47. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160269
摘要:
为了确定松栎柱锈菌春孢子总黄酮超声辅助提取的最佳工艺条件,探索并评价松栎柱锈菌春孢子总黄酮的体外抗氧化活性,使用乙醇溶液提取总黄酮,采用亚硝酸钠-硝酸铝法测定该菌春孢子总黄酮芦丁当量。在单因素探索试验的基础上,通过响应面优化法得出最佳提取工艺条件。采用抗坏血酸(Vc)做阳性对照,对所得松栎柱锈菌春孢子总黄酮进行总抗氧化能力、总还原力以及清除二苯代苦味酰基(DPPH·)、清除羟基自由基(·OH)、清除超氧阴离子(O2-·)活性的测定与评价。研究结果表明:1)松栎柱锈菌春孢子总黄酮最优提取工艺条件:提取温度65℃,料液比1:120,提取时间38min,提取液乙醇体积分数60%,在该提取条件下总黄酮得率为1.382%,与预测值1.416%相差2.46%。2)松栎柱锈菌春孢子总黄酮具有较高的抗氧化能力,其总抗氧化能力与Vc相当。3)该菌春孢子总黄酮还原力高于Vc,量效关系比Vc更明显。4)该菌春孢子总黄酮与Vc对DPPH·的半抑制率(IC50)分别为0.0492和0.0335mg/mL,对DPPH·清除能力低于Vc但是量效关系明显。5)该菌春孢子总黄酮对·OH清除作用显著,IC50仅为0.0129mg/mL,质量浓度为0.0235mg/mL时清除率就能达到84.94%,清除能力远强于Vc。6)尚未查清该菌春孢子总黄酮提取液中对黄嘌呤酶氧化法的干扰因素,无法得知对O2-·的清除能力。利用响应面法得到了可靠的提取工艺,通过对比评价试验表明,该菌春孢子总黄酮具有很好的体外抗氧化活性,为锈菌开发利用和转变森林有害生物防治理念提供科学依据。
生物土壤结皮对毛乌素沙地油蒿群落土壤水分的影响
王莉, 秦树高, 张宇清, 吴斌, 冯薇, 刘军, 白宇轩, 佘维维
2017, 39(3): 48-56. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160383
摘要:
为进一步探究毛乌素沙地油蒿群落内结皮对土壤水分的影响,研究了结皮(地衣结皮和苔藓结皮)未受干扰和移除处理下的土壤水分入渗、蒸发及含水量状况。结果显示:1)两种结皮均对土壤水分入渗具有抑制作用,移除两种结皮后,土壤水分初渗速率、稳渗速率以及累积入渗量均显著增大(P < 0.05);2)结皮对土壤蒸发的影响与结皮类型及蒸发阶段有关,地衣结皮对整个蒸发过程中日蒸发量及蒸发总量无显著影响(P>0.05),而苔藓结皮对土壤日蒸发量的影响在模拟蒸发前期表现为抑制(第1~5天),后期表现为促进(第6~15天),但对总蒸发量的影响不显著(P>0.05);3)总体来看,地衣结皮覆盖区0~40cm土层含水量高于地衣结皮移除区,而苔藓样地规律则相反。从不同土层来看,相比于移除结皮,地衣结皮覆盖区40cm深度以上各层土壤含水量均较高,苔藓结皮覆盖区土壤含水量在5和10cm深度较高,20和40cm较低。研究结果表明,地衣结皮提高了油蒿群落土壤水分有效性,应对其进行保护;苔藓结皮降低了油蒿种群土壤水分有效性,却提高了浅根系草本土壤水分有效性,这是驱动油蒿群落演替的重要因素之一。研究在为毛乌素沙地油蒿群落提供水分管理依据的同时,也从土壤水分方面为该群落的演替提供一定解释。
季节性冻融对机械压实黑土微团聚体特征的影响
卢倩倩, 王恩姮, 陈祥伟
2017, 39(3): 57-64. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160415
摘要:
采用田间模拟机械压实的方法,通过对连续两季季节性冻融后不同深度(表层0~20 cm、亚表层20~40 cm和下层40~80 cm)不同压实次数(0、3和12次)土壤水稳性微团聚体组成(≥0.25 mm、0.25~0.05 mm、0.05~0.02 mm、0.02~0.002 mm、<0.002 mm粒级)、分形维数(D)和分散系数等特征指标的测定、计算与分析,研究了两季季节性冻融对黑土区0~80 cm土层范围内土壤微团聚体特征的影响,讨论了季节性冻融与机械压实的交互作用。结果表明:季节性冻融对不同深度黑土微团聚体组成及稳定性的影响不同,主要表现为增加表层土壤微团聚体的稳定性,降低亚表层和下层土壤微团聚体的稳定性,且连续两季冻融对黑土微团聚体组成及稳定性的影响也存在差异,1季冻融主要显著增加无压实土壤微团聚体的稳定性,而2季冻融却显著降低无压实土壤微团聚体的稳定性;两季冻融结束后,3次压实土壤微团聚体D值和分散系数均高于对照(P<0.05),尽管12次压实土壤分散系数同样高于对照(P<0.05),但土壤微团聚体D值与对照相比无显著差异,季节性冻融与机械压实的交互作用主要表现为季节性冻融加剧少次压实土壤微团聚体的破坏、降低其稳定性,而对多次压实土壤微团聚体的组成及稳定性有一定的恢复作用。
毛乌素沙地油蒿群落冠层导度及影响因素
王珊, 查天山, 贾昕, 吴雅娟, 白玉洁, 冯薇
2017, 39(3): 65-73. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160409
摘要:
冠层导度(gc)是影响植物蒸腾和光合作用的重要参数,对环境变化敏感。本研究利用涡度相关法于2015年5—10月对毛乌素沙地油蒿群落的潜热和显热通量进行连续观测,并同步观测空气温度(Ta)、相对湿度(RH)、光合有效辐射(PAR)、土壤含水量(VWC)、降雨(PP)等气象因子,结合Penman-Monteith的冠层导度逆转方程,了解gc时间动态与变异机制。结果表明:研究区油蒿群落gc日变化具有明显的季节差异,夏季(5—8月)gc达到峰值的时间比秋季(9—10月)早约2 h,约在10:00左右达到峰值,比水汽压亏缺(VPD)和PAR的峰值分别提前3~4 h和1~2 h,秋季gc在中午12:00达到峰值后直接下降。PAR、VPD均对gc有显著的调控作用,PAR和VPD对gc的调控阈值分别是1 200 μmol/(m2·s)和1.5 kPa,小于阈值呈正相关,大于阈值呈负相关。30 cm土壤含水量(VWC_30)是调控gc的重要因子,当VWC_30大于0.16 m3/m3时,gc与VWC_30呈正线性关系。在高的土壤含水量条件(VWC_30≥0.16 m3/m3)下,gc对PAR和VPD的敏感性高于低土壤含水量(VWC_30 < 0.16 m3/m3)条件。结果表明,土壤水分是调节荒漠生态系统冠层导度的关键因子,研究结果为荒漠生态系统水文过程模型的建立提供重要参考。
氮素化学形态及添加剂量对温带森林土壤N2O排放的影响
许可, 王春梅, 张艺, 杨欣桐, 韩金锋, 桂蓉蓉
2017, 39(3): 74-80. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160103
摘要:
土壤中氮形态和氮剂量的有效性是影响土壤氧化亚氮(N2O)排放的重要因子。为了提高氮素化学形态及添加剂量对温带森林土壤N2O排放的影响,本研究在北京林业大学实验林场,以温带油松林土壤为研究对象,通过野外氮添加控制实验,采用静态箱/气相色谱法分析不同水平(对照,CK:0 kg/(hm2·a); 低氮,LN:50 kg/(hm2·a); 中氮,MN:100 kg/(hm2·a); 高氮,HN:150 kg/(hm2·a))和不同形态(混合态氮,AN:NH4NO3; 铵态氮,As:(NH4)2SO4; 硝态氮,Na:NaNO3)的氮添加对温带油松林土壤N2O排放通量的影响。结果表明:氮添加处理样地N2O排放表现出明显的季节性变化特征,排放高峰出现在6—8月,其他季节土壤N2O排放通量相对较低,最小值出现在1月。不同氮添加处理均促进了土壤N2O的排放:在不同水平的氮添加下,随着氮添加水平的增加,土壤N2O排放通量也升高,表现为HN>MN>LN>CK。不同形态的氮输入对N2O排放的促进作用表现为:AN>As>Na,As添加与AN和Na添加没有显著差异(P>0.05),但AN添加与Na添加之间差异显著(P<0.05)。此外,空气温度、土壤温度和土壤孔隙含水量也可以影响土壤N2O的排放。年度土壤N2O排放系数范围是0.34%~0.94%,年均排放系数为0.364%,低于联合国政府间气候变化委员会(IPCC)推荐的默认值。
蒿柳花粉离体萌发及花粉管生长特性
彭向永, 刘俊祥, 李振坚, 程运河, 孙振元
2017, 39(3): 81-86. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160162
摘要:
为明确蒿柳的花粉萌发特征,采用花粉离体培养法,研究了不同温度、光照和培养基对蒿柳花粉萌发的影响。结果表明:培养温度和光照强度均影响蒿柳花粉萌发率和花粉管长度,20~25 ℃是蒿柳花粉萌发的最适温度区间,1 500和2 000 lx是蒿柳花粉萌发的最佳光照强度。正交试验中,一定质量浓度的蔗糖、H3BO3及pH值均可显著影响蒿柳花粉萌发,3个因子最佳组合为蔗糖100 g/L、H3BO3 200 mg/L,pH5.0,在光照强度为1 000 lx,温度为25 ℃时,萌发率高于48.8%。利用试验筛选出的蒿柳花粉最佳离体培养组合培养花粉,并与花粉在柱头上活体萌发相比较,二者花粉管长度无显著差异。
草地早熟禾及其矮化突变材料锈病病原菌鉴定及抗病机制初探
甘露, 苏浩天, 凌欣闻, 尹淑霞
2017, 39(3): 87-92. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160315
摘要:
锈病是草坪草的重要病害,且病原菌种类多,鉴定困难。本研究以草地早熟禾野生型和矮化突变材料中的感病株系为对象,通过观察锈菌的形态特征,并结合ITS和β-tubulin基因序列分析,其中ITS序列的同源比对分析和β-tubulin基因的分子进化分析结果表明,该菌种与小麦禾柄锈菌的同源关系接近,所以初步认定该菌株属于禾柄锈菌,这是国内对禾柄锈菌引起草地早熟禾锈病的首次报道。同时,我们对病原菌诱导后草地早熟禾PR1LNPR1L基因的表达变化和PRs蛋白表达进行了研究,发现PR1LNPR1L基因在病菌诱导12 h时的表达量达到了峰值,且在矮化突变植株(A16)中的相对表达量分别达到了8.8-fold、4.5-fold,均大于在对照植株(WT)中的表达量。另外植物的PRs蛋白在禾柄锈菌侵染植物第8天后的表达量明显高于未侵染的植株。初步对草地早熟禾锈病的防御机制进行了探讨,为今后开展草地早熟禾锈病的预防及抗病育种研究奠定基础。
风景园林
北京公园绿地边缘植物景观降噪能力与视觉效果的综合研究
李冠衡, 熊健, 徐梦林, 董丽
2017, 39(3): 93-104. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160259
摘要:
对城市公园绿地外道路噪声环境进行监测与分析的结果表明:公园边界噪音来源于车辆发动机噪音、胎噪、运动风声的综合噪声。这些噪音对公园游憩造成了或多或少的影响。如果公园绿地边缘部分的植物景观能够迅速降低噪音,又能展现美感,将对公园利用率的提高大有裨益。植物景观的视觉效果与生态效益都融合在园林植物中,所以一次设计将在多个层面展现植物景观的功能。以北京市公园绿地(被城市干道包围的绿地)边界的多个不同样方为对象,调查与研究这一宽度范围内的植物类型、种植密度和配置方式,从而判断使噪声衰减最有效率的植物配置形式。这些植物群落不仅能有效地减弱交通噪声,构造更为安静的游园环境,而且更能美化城市环境,体现并形成当地的植物特色。按照降噪效率对这些样方进行排序并运用SBE法对所测公园边界的植物群落进行美景度相应指标的评价,分析边界植物群落色彩美景度高低的原因,得到所测群落中景观效果最好的植物配置形式。综合以上两种最佳形式的植物配置,进行平衡与推断, 形成诸如同样的宽度条件下,多排小乔或低层灌木既可以起到较好的降噪作用,又可以丰富路缘的观赏效果;乔灌草皆有的种植模式中乔木排数尽可能多,林间内部保持通透,会形成舒适的空间效果等判断, 可以对北京市以及类似的大型城市绿地边缘塑造植物景观提供科学的论据。
林业工程
聚脲喷枪混合室的设计和FLUENT仿真分析
李滨, 单俊鑫
2017, 39(3): 105-111. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160254
摘要:
为提高聚脲喷涂喷枪的混合效果,基于撞击流理论设计了一种新型聚脲喷涂喷枪的混合室。混合室采用两级撞击混合,分别采用两组T型和两组Y型对撞混合形式。利用SolidWorks设计混合室的结构模型后,利用FLUENT软件,采用冷、热水在混合室内撞击混合、对流传热的方法进行仿真模拟,并且计算了流体在混合室内的微观混合时间。结果表明:合理增加撞击流混合室的混合级数和采用多组T型、Y型对撞混合形式可增益混合效果;撞击流混合室的主要混合区是在撞击区;流体在喷枪内停留的总时间约为5.71 ms,满足具有反应迅速这一特性的材料的混合要求;微观混合时间小于1 ms,混合效果优异。
马尾松木材空洞开裂残损的雷达检测成像初探
陈勇平, 高甜, 李德山, 郭文静
2017, 39(3): 112-118. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160313
摘要:
本研究以木结构古建筑常用的马尾松木材为研究对象,采取人工模拟的方法在马尾松木段端部制作中心空洞及外缘开裂的残损,通过开展残损木材的雷达探测及成像影响因素研究,给出不同残损在雷达检测下的表现形态,实现木材内部空洞和外缘开裂残损的快速识别及表征。研究结果表明:利用雷达无损检测技术可以实现木材内部空洞和外缘开裂残损的快速检出,而对残损大小的评估,雷达检测面积与实际残损面积存在偏差;当雷达探测到木材内部空洞时,其交界面会出现强烈的黑-白-黑形态图像,对应的反射波形为谷-峰-谷;当雷达探测到木材外缘开裂等凹陷特征时,其图像上会出现不同于正常背景的纵向干扰条纹;木材外缘开裂并不严重影响内部空洞残损的检出,木材表面存在贴合紧密的树皮或保护性地仗对内部残损的识别也无明显影响;木材含水率对雷达检测结果影响较为显著,在其他条件一定时,木材含水率越高,其雷达检测残损面积越小;雷达检测结果受含水率等因素影响,其残损的检测边界可能会产生一定的偏移,因此,在实际检测中应根据雷达检测图像进行深度方向的延伸分析。通过本研究可知:雷达无损检测技术可以实现木材空洞和开裂残损的快速检出,但对于残损的定量评估有待于进一步研究。