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题 目 小麦蜡熟期茎杆抗倒伏的静态和动数学模型 & e9 p2 c( w: z6 u0 v
摘 要:
1 h6 h0 D& `& x以力学理论为基础,考虑麦穗自重 以力学理论为基础,考虑麦穗自重 及风力 大小 、方向 、方向 、作用点 等因素 ,将茎杆状态 ,将茎杆状态 分为 静态 和动态过程,分别建立 了蜡熟期茎杆的静态和动抗倒伏模型。$ e$ G. h& v! ^& p3 s! X/ c/ D4 ?
第一问, 据 07 年较完整的数据, 提出 多个假设,推导出 08 年和 11 年数 据中各品 种的机械强度、茎秆鲜重及心高计算公式,结合已给 倒伏指数公式 ,并将 07 年和 11 年数据 分别 按时期对各品种的倒伏指数进行统计。结果显示:小麦能力排 按时期对各品种的倒伏指数进行统计。结果显示:小麦能力排 按时期对各品种的倒伏指数进行统计。结果显示:小麦能力排 序与附件中所给的前人经验结果非常接近。
* Z! m. y2 w3 D% l- u& |8 b& |第二问, 在问题一计算结果基础上,考虑茎秆外部特征之间 在问题一计算结果基础上,考虑茎秆外部特征之间 在问题一计算结果基础上,考虑茎秆外部特征之间 存在多重共线性, 分别 建立 各品种小麦 、通用的 茎杆外 部特征 对倒伏指数 的逐步回归模型; 针对 各小麦品种 , 对显著 影响倒伏指数的 外部特征因素 ,具体判断它们之间的相关性大小 ;以外部特征为 自变量 ,建立 倒伏概率 (LogisticLogisticLogistic LogisticLogisticLogisticLogistic)模型, 模型检验显示 模型检验显示 准确率达 99.1% 99.1% ,分析得到 小麦 倒伏的原因是 :基部第一节过于细长、茎秆的高度较高、基部第三节过细。
! m. e4 X7 C( Y8 _" p2 I. c第三问,由于已知数据和假设的有限性,该问的理想株型结构主要考虑各 节长、各 节长、节粗、穗长各鲜重株高 六种 指标。 基于前二问的计算结果( 倒伏指数 、 倒伏概率 ), 进行 K-meansmeansmeansmeansmeans聚类分析 ,选择出最优小麦茎秆 ,选择出最优小麦茎秆 ,最终 得到相应的 理想 株型 结构 。
0 B$ r) A3 ^" n. M% ^& j) `" s/ _5 ^7 u第四问, 考虑 穗重 、茎秆 结构,建立、茎秆 结构,建立、茎秆 结构,建立静态 刚度 模型 ,计算了每种小麦的抗弯刚 度;增加考虑风力因素,建立了有状态的 度;增加考虑风力因素,建立了有状态的 度;增加考虑风力因素,建立了有状态的 静态 受力 模型 ,计算了每种小麦的临界折断 ,计算了每种小麦的临界折断 力和抗倒伏风速;增加考虑茎秆的 力和抗倒伏风速;增加考虑茎秆的 摆动过程,建立了有风状态的 摆动过程,建立了有风状态的 动态 运动 模型 ,计算了 ,计算了 每种小麦的茎秆运动轨迹。% q' t5 D" b5 c
第五问,利用 07 年三种小麦的蜡熟期数据, 及合理假设, 计算 得到问题四 中模型 所需参数值 ;进而求解得到各小麦品种的抗弯刚度、临界 进而求解得到各小麦品种的抗弯刚度、临界 进而求解得到各小麦品种的抗弯刚度、临界 折断 力和抗倒伏风速 ;结果表 明抗倒伏能力为: 矮抗 58> 周麦 18> 新麦 208 ;对运动 模型进行仿真,得到 在一定风速 下茎杆摆动的运轨迹。 考虑到 运动 模型为非线性动力,利用相平面分析法 模型为非线性动力,利用相平面分析法 模型为非线性动力,利用相平面分析法 ,发现 存在明显混沌现象, 找出 了可能导致混沌的相关特性参数。- G( N1 l1 ~ s" M# I, ]
第六问, 总结 前面五问 建立的 模型 ,将计算结果与实际情形相对应比较验证了所 ,将计算结果与实际情形相对应比较验证了所 ,将计算结果与实际情形相对应比较验证了所 ,将计算结果与实际情形相对应比较验证了所 建模型的物理意义 ;提出在建模及求解过程中发现的问题, 提出在建模及求解过程中发现的问题, 如样本组成的不一致,指标 样本组成的不一致,指标 的缺失,时间轴不确定全面力学测试太少运动过程没有记录 的缺失,时间轴不确定全面力学测试太少运动过程没有记录 的缺失,时间轴不确定全面力学测试太少运动过程没有记录 的缺失,时间轴不确定全面力学测试太少运动过程没有记录 的缺失,时间轴不确定全面力学测试太少运动过程没有记录 等, 重点 突出 小0 @' e( i6 w3 b
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; e k& U! j5 I- X2 J' U$ I& Z0 { G麦抗倒伏模型的混沌现象进一步研究方向 ;根据本文的研究结论 列出一套测试方案,同 列出一套测试方案,同 时提出适当可行的建议。2 _( u! ]. _- M( H
文章最后,对的模型进行适当优缺点评价及可性分析。
# s0 m* C( i6 t关键词: 关键词: 小麦抗倒伏 倒伏指数 理想株型结构 抗倒伏模型8 u1 S* T/ Q) x# w+ z. Z" W
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