农业流变学模型概念分析 9787511632173 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨明韶，马彦华 著

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出版社： 中国农业科学技术出版社

ISBN：9787511632173

商品编码：29806921585

包装：平装-胶订

出版时间：2018-01-01

图书基本信息
图书名称	农业流变学模型概念分析	作者	杨明韶,马彦华
定价	36.00元	出版社	中国农业科学技术出版社
ISBN	9787511632173	出版日期	2018-01-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装-胶订
开本	16开	商品重量	0.4Kg

内容简介

本书是在“农业物料流变学”基础上编写而成的一本专著。全书贯穿了模型概念的分析与思维。本书分十章：黏弹性及流变学基础；流变学模型基本原理；基本模拟模型流变学过程解析；蠕变变形模拟模型过程解析；保持变形体变形不变条件下的应力松弛；变形体自由应力松弛；任意历程流变学过程；农业工程与应力松弛过程；农业流变学中的变形体原理等；流变学中的特殊参量等。本书适于农业机械化、农业物料加工、食品加工教学，农业工程科技研究人员和研究生参考。

作者简介

目录

章黏弹性及流变学基础 节物体的黏弹性 第二节基本定律基本概念 第三节农业工程中流变学研究的一般方法 第二章流变学模型基本原理 节流变学模型基本概念 第二节流变学模型的基本结构原理 第三节流变学模型基本构成 第四节含有摩擦块的两元件模型 第五节有关流变学模型的其他问题 第三章基本模型模拟过程流变学解析 节麦克斯威尔模型［M］流变学解析 第二节开尔芬模型模拟过程流变学解析 第三节［K］变形体的变形恢复过程分析 第四节变形体［K］的应力松弛 第五节［K］模型与［M］模型对比解析 第六节摩擦块对基本模型的影响 第七节举例 第四章蠕变模型模拟过程解析 节蠕变三元件模型 第二节蠕变四元件模型 第三节摩擦块对一般蠕变模型的影响 第四节复杂蠕变模拟模型 第五章变形体保持变形条件下的应力松弛 节一般应力松弛 第二节三元素串联模型的特殊性 第三节复杂的应力松弛曲线的分析 第六章变形体自由恢复及其应力松弛 节［M］类应力松弛与变形力自由恢复 第二节一般自由应力松弛过程 第三节弹性串联变形力自由恢复过程 第四节复杂变形体变形力的自由恢复与应力松弛 第七章任意历程流变学过程 节一般任意历程的分析 第二节复杂任意过程分析 第八章农业工程与应力松弛过程 节农业工程中应力松弛过程 第二节两类应力松弛带来的新问题 第三节多变因素的应力松弛过程 第九章农业流变学中的变形体原理 节“变形体原理”基本内容 第二节三种形态的特点及关系 第十章流变学中的基本参量 ——初论流变学参量 节流变学中的弹性参量E 第二节流变学中的黏度或黏性系数η 第三节流变学模型与流变学参量 第四节流变学中的特殊参量——延滞时间T 第五节实体流变学性质分析 主要参考文献

编辑推荐

文摘

序言

《农业流变学模型概念分析》：一本深入解析农业物质流变特性的科学专著 《农业流变学模型概念分析》是一部献给农业科学研究者、工程师以及相关领域专业人士的深度学术著作。本书并非对某一部具体作品进行评述，而是着眼于“农业流变学模型”这一核心科学概念本身，以一种高度系统化、概念化的方式，对其在农业生产、加工、储存、运输以及环境调控等各个环节中的基础理论、建模方法、应用前景以及未来发展趋势进行全面而详尽的梳理与分析。 引言：流变学在农业中的核心地位与研究的必要性 农业生产的本质是物质的转化与运动。从土壤的耕作、种子的播撒，到作物的生长、收获，再到农产品的加工、储存，每一个环节都离不开对农业物质（如土壤、种子、果实、蔬菜、谷物、液体肥料、农药悬浮液等）流变特性的理解与掌握。流变学，作为研究物质在形变和流动过程中力学行为的学科，为我们揭示这些物质在不同外力作用下的动态表现提供了强有力的理论工具。 然而，与在其他工业领域（如食品工业、高分子材料、石油化工）已相对成熟的流变学应用相比，农业领域对流变学模型的深入研究和系统化应用尚处于一个不断发展和完善的阶段。这主要是由于农业物质的复杂性、非均质性以及其所处的动态、多变的自然环境。传统的单一物理模型往往难以精确描述这些复杂体系的流变行为。因此，发展一套能够全面、准确反映农业物质流变特性的概念框架与建模方法，并对其进行深入的概念分析，显得尤为迫切和重要。《农业流变学模型概念分析》正是基于这一背景，致力于构建一个清晰、系统、具有前瞻性的农业流变学模型理论体系。 第一章：农业物质流变特性的基本概念与分类 本章将从流变学的基本原理出发，系统介绍与农业密切相关的各种物质的流变特性。首先，会对“应力”、“应变”、“应变率”、“粘度”、“弹性”、“塑性”、“粘弹性”等核心流变学概念进行精确定义和深入阐释，并结合农业实际，给出相应的生动案例。例如，在描述土壤时，将分析其在犁耕、压实等过程中的塑性与粘弹性行为；在描述谷物时，将探讨其在输送、储存过程中的颗粒流动特性；在描述农产品液体（如果汁、牛奶）时，将分析其粘度与温度、浓度等因素的关系。 随后，本章将对农业物质进行科学的流变学分类。这种分类将不仅仅基于物质的宏观形态，更会深入到其微观结构、组分特性以及影响其流变行为的关键因素。例如，可以将农业物质大致分为： 颗粒性物质： 包括土壤、种子、谷物、咖啡豆、干制农产品等。它们在流动时表现出独特的堆积、滑动、滚动等行为，其流变特性受到颗粒大小、形状、表面粗糙度、水分含量、堆积密度等多种因素的影响。 粘性流体： 包括果汁、蔬菜泥、蜂蜜、牛奶、浓缩番茄酱等。其流变行为的特点是具有内摩擦力，并可能表现出牛顿流体或非牛顿流体的特性，如剪切稀化、剪切增稠、屈服应力等。 弹性与粘弹性材料： 包括新鲜的果实、蔬菜、叶片、食用菌等。它们在受到外力时，既能发生弹性变形，也能发生粘性变形，甚至在卸载后仍有部分变形残留。理解其粘弹性有助于预测其在采后损伤、包装、运输等过程中的表现。 复杂分散体系： 如农药悬浮液、微生物培养液、生物质浆料等。这些体系通常包含固相、液相，甚至气相，其流变行为更加复杂，可能受到颗粒浓度、分散剂、表面活性剂、pH值、温度等多种因素的协同影响。 第二章：主流农业流变学模型及其概念框架 本章是本书的核心内容之一，将聚焦于当前农业流变学研究中所采用的各类模型，并对其概念框架进行深入的剖析。我们将探讨这些模型是如何建立的，其基本假设是什么，以及它们各自的适用范围和局限性。 本构模型（Constitutive Models）： 牛顿流体模型： 介绍其基本公式（τ = η γ̇），并讨论其在描述低粘度、低浓度农业液体（如清水、稀释农药）时的应用。 非牛顿流体模型： 幂律模型（Power Law Model）： 详细阐述其公式（τ = K γ̇^n），分析n值（剪切稀化、牛顿、剪切增稠）的意义，并举例说明其在描述果汁、蔬菜泥等常见农业产品时的有效性。 宾汉姆模型（Bingham Model）： 介绍其屈服应力（τ₀）的概念，如在描述番茄酱、酸奶等具有一定稠度的产品时的应用。 赫歇尔-巴克利模型（Herschel-Bulkley Model）： 结合了幂律和宾汉姆模型的特点，讨论其在描述更复杂农业流体时的优势。 卡森-普尔模型（Casson Model）： 探讨其在描述某些高粘度、具有明显屈服应力的农业产品（如巧克力酱、某些浓缩果泥）时的适用性。 粘弹性模型： Kelvin-Voigt模型： 介绍其并联弹簧与阻尼器的组合，用于描述某些材料的延迟变形。 Maxwell模型： 介绍其串联弹簧与阻尼器的组合，用于描述某些材料的应力松弛行为。 广义Maxwell模型与Kelvin-Voigt模型： 讨论通过组合多个Maxwell或Kelvin-Voigt单元来更精细地模拟复杂粘弹性材料。 颗粒流模型： 颗粒堆积模型： 介绍描述散体颗粒如何堆积以及静止时内部应力分布的模型，例如基于朗伯-詹森（Lambrechts-Janssen）等理论的模型。 颗粒流动模型： 探讨描述颗粒在运动过程中相互作用、能量传递的模型，如基于动量守恒和能量守恒的宏观颗粒流模型，以及更微观的离散元法（DEM）在模拟颗粒流动中的应用。 概念框架的构建： 除了具体的本构模型，本书还将探讨构建农业流变学模型的整体概念框架。这包括： 多尺度建模： 如何从微观粒子相互作用、宏观物质流动、直至系统整体行为的多个尺度来理解和描述流变现象。 多相耦合建模： 如何将固体、液体、气体等多种相态在流变模型中的耦合作用考虑进去，例如在农药悬浮液、土壤水气两相流动等场景。 时变性与环境适应性模型： 农业物质的流变特性往往会随着时间（如农产品成熟度变化、食品加工过程）和环境条件（温度、湿度、pH值）而变化。本书将探讨如何建立能够动态适应这些变化的流变模型。 第三章：农业流变学模型的建立与验证方法 理论模型的有效性离不开精确的实验测量和严谨的验证。本章将详细介绍建立和验证农业流变学模型的常用实验技术和数据处理方法。 实验技术： 旋转流变仪（Rotational Rheometers）： 介绍不同类型的旋转流变仪（同轴圆筒式、锥板式、平行板式），以及它们在测量剪切粘度、储能模量、损耗模量等流变参数方面的原理与操作。 毛细管流变仪（Capillary Rheometers）： 探讨其在测量高粘度流体的应用，以及如何修正实验数据以获得真实的流变参数。 拉伸流变仪（Extensional Rheometers）： 介绍其在模拟农产品挤出、拉伸等过程中的重要性。 颗粒流动测试设备： 介绍如筒式剪切仪（Coulter Tube Rheometer）、颗粒流床（Granular Flow Channel）等用于研究颗粒物料流动特性的设备。 非接触式测量技术： 讨论如粒子图像测速（PIV）等技术在测量流体速度场方面的应用，以及它们如何与流变模型相结合。 数据处理与模型选择： 实验数据的预处理： 包括数据平滑、异常值剔除、温度和浓度校正等。 模型参数的拟合： 介绍常用的非线性回归算法，如最小二乘法，用于从实验数据中拟合出模型的参数。 模型验证与评估： 讨论如何通过比较模型的预测结果与独立的实验数据来评估模型的准确性、鲁棒性，以及模型在不同工况下的适用性。 统计学方法在模型评估中的应用： 如R²值、均方根误差（RMSE）、置信区间等。 第四章：农业流变学模型在各领域的应用实例分析 本章将通过具体的应用案例，生动地展示农业流变学模型在解决实际问题中的巨大潜力。 耕作与土壤力学： 利用流变模型预测土壤在犁耕、播种、镇压过程中的变形与能量消耗，优化农机设计，减少土壤板结。 研究土壤水分、有机质含量对土壤流变特性的影响，指导精准灌溉与施肥。 农产品收获与采后处理： 模拟果实、蔬菜在采摘、搬运、包装过程中的力学响应，预测损伤机制，指导采后操作规范。 利用流变学参数评估农产品的成熟度、新鲜度以及货架期。 食品加工与品质控制： 设计果汁、酱料、乳制品等的加工工艺，如混合、泵送、罐装，优化设备参数，保证产品口感和稳定性。 开发基于流变学特性的食品品质评价方法，实现自动化检测。 液体肥料与农药的输送与喷洒： 精确计算液体肥料和农药在管道中的流动阻力，优化泵和管道设计。 研究农药悬浮液的稳定性，预测其在喷洒过程中的雾滴形成与沉降特性。 畜牧业与生物质能： 模拟粪污、饲料等物料在输送、发酵过程中的流变行为，优化相关设备设计。 研究生物质能源转化过程中（如制浆、发酵）的流变学挑战。 环境工程与水土保持： 模拟泥石流、滑坡等灾害的发生与发展，建立预警模型。 研究土壤侵蚀过程中水土混合物的流变特性，制定防治措施。 第五章：农业流变学模型的前沿研究与未来展望 在对现有模型和应用进行深入分析之后，本章将着眼于农业流变学模型的研究前沿，并对未来发展趋势进行展望。 计算流体动力学（CFD）与流变学模型的耦合： 讨论如何将精细的流变模型与CFD技术相结合，进行复杂的农产品输送、加工过程的数值模拟，预测三维速度场、压力场及物质形变。 人工智能与机器学习在流变模型中的应用： 利用机器学习算法从海量实验数据中自动识别流变行为规律，构建新型流变模型。 通过数据驱动的方式，预测流变参数随环境变化而产生的动态响应，实现模型的自适应优化。 多物理场耦合流变模型： 探讨如何将温度、湿度、电磁场、化学反应等多种物理化学因素与流变模型相结合，以更全面地描述农业物质的复杂行为。 纳米流变学在农业领域的潜在应用： 探索纳米尺度下的流变学现象，如在智能农药、新型肥料递送系统设计中的应用。 标准化与数据库建设： 提出建立农业物质流变特性数据库的设想，以及推动相关领域标准的制定的重要性，以促进研究成果的共享和应用。 跨学科融合： 强调流变学研究与生物学、化学、物理学、材料科学、计算机科学等学科的交叉融合，将是未来农业流变学模型发展的重要驱动力。 结论 《农业流变学模型概念分析》旨在为农业领域的研究者和工程师提供一个全面、深入、具有启发性的知识框架。通过系统梳理流变学的基本概念，解析各类农业流变学模型的原理与应用，介绍科学的建模与验证方法，并展望未来的研究方向，本书力求帮助读者更好地理解和应用流变学原理，解决农业生产和加工过程中遇到的复杂问题，推动农业科学与技术的不断进步，为实现农业的可持续发展贡献力量。这本书不仅是对现有知识的总结，更是对未来研究方向的指引，期待其能成为相关领域的重要参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴实，没有太多花哨的图饰，正文的排版也显得一丝不苟，看得出是严谨学术类书籍的风格。我之前也涉猎过一些农业工程类的教材，但关于“流变学”这个细分领域，尤其是在农业应用上的模型概念分析，还是第一次深入接触。拿到这本书，我最直观的感受是它对理论的梳理非常清晰，虽然书名听起来有些专业，但作者在引言部分就对流变学在农业领域的应用前景做了深入浅出的阐述，这让我这个非专业出身的读者也能大致理解其研究的价值和意义。例如，在描述不同土壤的粘稠度和流动性时，书中运用了很多形象的比喻，将抽象的科学概念具象化，这一点做得非常到位。而且，书中列举了大量不同文献中的模型，并对这些模型的适用条件、优缺点进行了详细的对比分析，这对于想要快速了解该领域研究现状的研究者来说，无疑是一份宝贵的参考资料。我特别欣赏它对历史发展脉络的梳理，从最初的简单模型到如今复杂的多相流模型，每一步的演进都伴随着对实际农业生产问题的解答，这种历史的纵深感让我在阅读时，不仅能掌握现有的知识，还能体会到科学研究的迭代和进步。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格我个人觉得非常独特，它不像一般的科普读物那样通俗易懂，也不像纯粹的学术论文那样艰涩难懂，而是介于两者之间，带有一种独特的学术韵味。作者似乎非常注重逻辑的严谨性和论证的充分性，所以在阐述每一个模型概念的时候，都会从其理论基础、数学表达式、参数含义，到其在不同农业场景下的应用实例，都进行了详尽的解析。我尤其喜欢书中对一些关键模型的推导过程的展示，虽然有些公式推导对于我来说需要反复揣摩，但作者的讲解条理清晰，每一步的逻辑衔接都非常顺畅，这让我能够跟随作者的思路，逐步理解模型的形成过程。而且，在描述模型验证部分，书中引用了非常多的实验数据和图表，这些图表直观地展示了模型的预测能力和实际吻合度，这对于我评估模型的可靠性和适用性非常有帮助。我感觉这本书更像是与一位经验丰富的导师在对话，他不仅告诉你“是什么”，还会告诉你“为什么是这样”，并且“怎样去应用”。这本书给我最深刻的感受是，科学研究的魅力不仅在于发现新知识，更在于对现有知识进行深入的梳理、整合和发展。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中，我最大的体会是这本书的实用性超出了我的预期。作为一名农业技术推广人员，我经常需要面对各种各样复杂的田间问题，比如灌溉系统的设计、农产品加工过程中的物料输送、甚至是如何更有效地进行土壤改良等。这本书中关于不同流变模型在这些实际问题中的应用案例，给了我很多启发。例如，在探讨液体肥料输送时，书中详细分析了不同粘度和密度的肥料在不同管径和流速下的流动特性，并对比了不同模型对压降和输送效率的预测精度。这让我意识到，原来我们日常工作中一些看似简单的操作，背后都有着如此精密的流变学原理在支撑。书中还对一些新型的农业材料，比如生物基高分子材料在土壤改良中的应用，也进行了流变学视角的分析，这为我了解和引入新技术提供了理论依据。我尤其赞赏作者在描述模型应用时，并没有停留在理论层面，而是结合了大量的实际数据和工程经验，这使得书中介绍的方法和模型具有很强的可操作性，可以直接借鉴到实际工作中。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我一种沉浸式的学习体验。作者在讲解过程中，仿佛能够预见到读者可能会遇到的困惑，并在恰当的时机进行补充说明和解释。例如，在介绍多相流模型时，书中花了相当大的篇幅来解释不同相之间相互作用的数学描述，以及如何通过引入适当的湍流模型来提高预测的准确性。虽然这些内容确实非常专业，但作者的讲解方式非常细腻，会通过举例的方式，将抽象的数学方程与具体的物理现象联系起来，让我不再感到望而却步。我发现，这本书不仅仅是知识的堆砌，更是在传授一种解决问题的思维方式。它教会我如何从流变学的角度去分析农业生产中的各种问题，如何选择合适的模型来描述和预测现象，以及如何基于模型的分析结果来优化生产过程。这种思维方式的培养，对于提升我在农业科学领域的认知和解决实际问题的能力，有着至关重要的作用。总而言之，这本书给我带来的价值，远不止于知识的增长，更在于思维的提升。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书在知识的广度和深度上都给我留下了深刻的印象。它涵盖的流变学模型非常全面，从最基本的牛顿流体模型，到复杂的剪切增稠、剪切稀化模型，再到更进一步的粘弹性模型和塑性模型，几乎囊括了该领域的主要理论框架。更难能可贵的是，作者在介绍每一个模型时，都深入挖掘了其在农业领域的具体应用，例如，在描述土壤流变性时，书中探讨了不同土壤质地、含水量、有机质含量对土壤流变行为的影响，以及这些影响如何转化为对农作物生长、机械耕作和水土保持的实际意义。我还对书中关于农产品浆料、悬浮液的流变学特性的讨论很感兴趣，这对于食品加工和生物技术领域的研究者也极具参考价值。总的来说，这本书是一部非常扎实的学术著作，它不仅为我提供了系统的流变学知识，更引导我看到了这些知识在广阔的农业应用领域中所蕴含的巨大潜力，让我对未来的研究方向有了更清晰的认识。