土壤表面干缩裂隙形态定量分析及其数值模拟
本文关键词:土壤表面干缩裂隙形态定量分析及其数值模拟 出处:《农业工程学报》2016年14期 论文类型:期刊论文
【摘要】:为揭示农田土壤表面干缩裂隙发展规律以及形成机理,该文对农田土壤裂隙演化试验图像进行二值化、去除噪点、提取裂隙边缘等处理,应用闵科夫斯基函数定量分析裂隙形态变化,并基于胡克定律模拟由于水分蒸发而引起的土壤收缩开裂过程。结果表明:闵科夫斯基函数可以有效地描述裂隙形态;形态学分析结果显示裂隙的闵科夫斯基面积、长度、欧拉数密度函数具有不同的变化规律;应用数值方法模拟由于水分蒸发而引起土壤收缩开裂的二维裂隙,试验图像裂隙面积、长度、欧拉数密度基本分布在100组模拟图像裂隙密度均值与标准差之间,裂隙试验图像与模拟图像面积、长度、欧拉数密度决定系数在0.893~0.928之间,均方根误差在0.002~0.039之间,偏差在0.064~0.144之间,一致性指标大于0.888,表明模拟结果较好。应用数值方法模拟土壤表面裂隙,有助于研究农田土壤裂隙的形成机理以及土壤裂隙随时间变化过程中动态演化规律。
[Abstract]:In order to reveal the law of fracture development and shrinkage formation mechanism of dry farmland soil surface, the soil crack evolution test image binarization, noise removing, edge extraction of fracture treatment, application of Schiff base function, min analysis quantitative fracture morphology changes, and soil shrinkage cracking process simulation based on Hooke's law due to water evaporation caused by. The results show that the Minkowski function can effectively describe the fracture morphology; morphological analysis showed that the fracture Minkowski area, length, Euler number density function has a different pattern; numerical simulations due to evaporation caused by two dimensional crack shrinkage cracking of the soil, the test area of slit image the length of the Euler number density, basic distribution between the 100 groups of simulated images of crack density mean and standard deviation of experimental and simulated images, fracture area, length, Euler The number density determination coefficient between 0.893~0.928, the RMS error between 0.002~0.039, the deviation between 0.064~0.144, the consistency index is greater than 0.888, indicating that the simulation results well. Simulation of soil surface crack using numerical method, the dynamic evolution and formation mechanism of soil cracks contributes to soil cracks on farmland changes with time in the process of law.
【作者单位】: 宁夏大学土木与水利工程学院;旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心;山东省水利勘测设计院;
【基金】:国家自然科学基金(51369025;51569023)
【分类号】:S152.9
【正文快照】: 朱磊,陈玖泓,刘德东.土壤表面干缩裂隙形态定量分析及其数值模拟[J].农业工程学报,2016,32(14):8-14.doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2016.14.002 http://www.tcsae.orgZhu Lei,Chen Jiuhong,Liu Dedong.Morphological quantity analysis of soil surface shrinkage crack and
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,本文编号:1379003
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