研究方向 Research Interests
关于“生态水动力学” —— 这里的“生态”指农业生态系统，“水动力学”是我们的方法内核。课题组以水动力学为方法、以农业生态系统为对象，研究水在其中如何运动、如何与作物和生物相互作用，并把这种理解转化为智能感知装备与精准调控技术。
四个方向构成一条完整链条：机理认知（农业水动力学与数值模拟）→ 智能感知（智慧农田感知与无人系统）→ 精准调控（精准灌溉与水肥一体化智能装备）→ 系统评价（农业水土系统建模与可持续性评价）。
In our group name, “eco” refers to agricultural ecosystems, while “hydrodynamics” is our methodological core. Our four directions form one continuous chain: mechanism (agricultural hydrodynamics & numerical simulation) → sensing (smart farmland sensing & unmanned systems) → regulation (precision irrigation & water-fertilizer equipment) → assessment (water-soil system modeling & sustainability).
农业水动力学与数值模拟
Agricultural Hydrodynamics & Numerical Simulation
作为方法内核，本方向研究水动力学过程本身：面向输配水管网、灌水器和生物污损界面，开展沼蛤附着聚团与滤食行为的水动力学机理、微喷带与射流泵内流数值模拟等研究。发展 CDEM 与 OpenFOAM 耦合功能模块、基础冲刷计算程序等专用数值工具，实现水沙、多相流及灌水器性能的高保真仿真与生物污损阻力预测。
As the methodological core, this direction investigates hydrodynamic processes themselves. Targeting water distribution networks, emitters, and biofouling interfaces, we study the hydrodynamic mechanisms of mussel attachment, aggregation, and filter-feeding behavior, and conduct numerical simulations of internal flows in micro-sprinklers and jet pumps.
框架位置：方法内核 —— 水动力学如何描述水与生物、泥沙的相互作用。
智慧农田感知与无人系统
Smart Farmland Sensing & Unmanned Systems
作为生态系统的感知手段，本方向以四足机器狗为主要移动平台，融合北斗/GNSS 高精度定位、RGB-D 视觉及多源农田传感器网络，重点突破复杂农田环境下的自主导航与路径规划，发展基于深度图像的田间杂草精准识别、土壤墒情与作物生长信息的移动式原位监测技术。在此基础上，构建“感知-决策-执行”闭环，实现无人化的田间巡检、精准作业与智能管控。
Using quadruped robotic dogs as the primary mobile platform, integrating BeiDou/GNSS high-precision positioning, RGB-D vision, and multi-source farmland sensor networks, we focus on autonomous navigation and path planning in complex farmland environments, and develop mobile in-situ monitoring technologies.
框架位置：感知层 —— 用无人系统读取农业生态系统中的水、土、作物信息。
机器狗田间巡检 Robot Dog Field Inspection
机器狗视角 Robot Dog Perspective
RTK导航 RTK Navigation
RTK导航测试 RTK Navigation Test
精准灌溉与水肥一体化智能装备
Precision Irrigation & Water-Fertilizer Equipment
作为调控出口，本方向把水动力学认知转化为可执行的田间装备与技术：围绕大型喷灌机、微喷带等灌溉形式，开展变量灌溉水力控制阀、隔膜式水控阀瞬变流动机理、管道内水肥混合运移等关键部件的水力设计与优化。结合北斗精准定位与农田传感信息，研发水肥时空分布模型，构建灌溉施肥智能决策与精准执行系统。
Focusing on large-scale sprinkler systems and micro-sprinkler hoses, we conduct hydraulic design and optimization of key components including variable-rate irrigation control valves, transient flow mechanisms of diaphragm-type control valves, and water-fertilizer mixing and transport in pipelines.
框架位置：调控层 —— 把水动力学认知转化为可落地的精准灌溉装备。
农业水土系统建模与可持续性评价
Water-Soil System Modeling & Sustainability
作为系统尺度评价，本方向融合农田小气候监测与作物生长信息，构建喷灌水-土-作物耦合模型，揭示灌溉对田间温湿环境及水肥运移吸收的影响机制。在区域与跨国尺度上，开展节水灌溉技术综合效益评价，解析人口老龄化对技术采纳的影响，为水土资源的可持续管理提供跨学科决策支撑。
Integrating farmland microclimate monitoring and crop growth information, we construct sprinkler irrigation water-soil-crop coupled models to reveal the influence mechanisms of irrigation on field temperature, humidity, and water-fertilizer transport and uptake.
框架位置：评价层 —— 在区域与跨国尺度上评价水动力过程的生态与经济社会响应。