基于Fluent-EDEM耦合模型的取芯工具携岩规律

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作者 杨柳青 刘彬 姚坤鹏 《石油机械》 北大核心 2025年第10期79-85,131,共8页

为提升超深井岩心取芯作业中岩屑的携带效率,围绕取芯工具在复杂工况下的携岩性能展开研究。综合考虑取芯工具规格、岩屑粒径、钻进速度、钻井液黏度及取芯工具外筒外环空间隙等关键参数,基于Fluent-EDEM耦合方法构建了多种规格取芯工... 为提升超深井岩心取芯作业中岩屑的携带效率,围绕取芯工具在复杂工况下的携岩性能展开研究。综合考虑取芯工具规格、岩屑粒径、钻进速度、钻井液黏度及取芯工具外筒外环空间隙等关键参数,基于Fluent-EDEM耦合方法构建了多种规格取芯工具的三维数值模型,对岩屑在环空中的运动行为进行了仿真分析。研究结果表明:钻进速度对携岩效率影响显著,适当提高钻进速度可增强岩屑输送能力;在岩屑粒径较小时,提高钻井液黏度有利于提升携岩效率,但在粒径较大时该效应减弱;岩屑粒径增大会降低携带效率,但因单位时间生成岩屑数量减少,整体上对携岩亦可产生一定促进作用;增大外环空间隙可拓宽岩屑流通通道,有助于岩屑排出,但需权衡流速降低所带来的负面影响。研究结果明确了各参数对携岩效率的影响机制,并提出了取芯工具结构优化的方向和建议,可为后续超深井高效取芯提供参考。 展开更多

关键词 取芯工具 携岩效率 岩屑粒度 钻进速度 钻井液黏度 fluent-edem耦合模型

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基于FLUENT-EDEM耦合的爆炸抛掷特性研究 被引量：3

2

作者 顾强 张世豪 +1 位作者 安晓红 张亚 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期611-616,共6页

为了研究弹丸起爆后岩土碎屑的抛掷特性,针对爆炸后侵彻通道内复杂的气固两相流动问题,提出了一种FLUENT软件与EDEM软件联合的数值模拟方案,分析了不同深径比条件下钻地通道内介质碎屑的抛掷过程。进一步研究了介质碎屑运移特性的影响... 为了研究弹丸起爆后岩土碎屑的抛掷特性,针对爆炸后侵彻通道内复杂的气固两相流动问题,提出了一种FLUENT软件与EDEM软件联合的数值模拟方案,分析了不同深径比条件下钻地通道内介质碎屑的抛掷过程。进一步研究了介质碎屑运移特性的影响因素。结果表明:介质碎屑的运移能力与爆炸荷载峰值成正比,与钻地通道深径比及碎屑粒径成反比。 展开更多

关键词 爆炸力学 抛掷特性 fluent-edem 碎屑粒径 爆炸荷载 深径比

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基于FLUENT-EDEM耦合的吸尘罩结构优化设计 被引量：8

3

作者 王国志 谭元文 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期996-1001,共6页

针对地铁隧道清洁的需求以及国内外清洁车发展现状,对地铁隧道清洁车吸尘罩的结构进行优化设计。首先运用FLUENT-EDEM耦合的方法对吸尘罩工作过程进行仿真,分析吸尘罩外壳离地高度、吸尘口肩部高度和吸尘口出口直径对吸尘罩除尘效率的影... 针对地铁隧道清洁的需求以及国内外清洁车发展现状,对地铁隧道清洁车吸尘罩的结构进行优化设计。首先运用FLUENT-EDEM耦合的方法对吸尘罩工作过程进行仿真,分析吸尘罩外壳离地高度、吸尘口肩部高度和吸尘口出口直径对吸尘罩除尘效率的影响;然后运用正交试验的方法,分析各参数对吸尘罩除尘效果的交互作用。利用极差分析法对正交试验的仿真结果进行处理,得到以下结论:吸尘口出口直径的变化对吸尘罩除尘效率影响最大,其次是吸尘罩外壳离地高度,影响最小的是吸尘口肩部高度。通过优化可得出当吸尘罩外壳离地高度为40 mm、吸尘口肩部高度为300 mm、吸尘口出口直径为300 mm时,该吸尘罩的除尘效果最好,其颗粒清除率达到了97.8%。 展开更多

关键词 fluent-edem耦合 清洁车 吸尘罩 正交试验 极差分析 除尘

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基于Fluent-EDEM的茶叶红外杀青机优化与试验研究 被引量：5

4

作者 刘刚 熊爱华 +5 位作者 吴瑞梅 虞文俊 黄俊仕 滕杰 张贤溪 杨代勤 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第10期1448-1455,共8页

对杀青机结构参数进行优化,获得最优滚筒结构和运动参数,对提高茶叶品质、杀青效率具有重要意义。针对目前茶叶杀青机械普遍效率低,以及机械结构设计存在盲目性等问题,研究了茶叶红外杀青机的滚筒锥角、导叶板倾角、导叶板螺旋角、导叶... 对杀青机结构参数进行优化,获得最优滚筒结构和运动参数,对提高茶叶品质、杀青效率具有重要意义。针对目前茶叶杀青机械普遍效率低,以及机械结构设计存在盲目性等问题,研究了茶叶红外杀青机的滚筒锥角、导叶板倾角、导叶板螺旋角、导叶板高度及滚筒转速对杀青质量的影响,得出了茶叶红外杀青机滚筒结构最优结构参数。首先,结合茶叶红外杀青机结构及工作原理,利用计算流体力学软件Fluent与离散元软件EDEM对杀青机滚筒内茶叶颗粒的运动轨迹、滚筒内部温度分布及茶叶颗粒温度分布进行了耦合仿真;然后,设计了五因素四水平正交实验,以相同时间内茶叶升温速率最大为优化目标,研究了杀青机滚筒内导叶板螺旋角(A)、导叶板倾角(B)、滚筒转速(C)、滚筒锥角(D)及导叶板高度(E)对茶叶颗粒升温速率的影响,分析了不同结构参数组合下,杀青机滚筒结构参数对滚筒内部温度分布及茶叶颗粒升温速率的影响;最后,得到了杀青机最优结构参数,并研制了样机进行了试验。研究结果表明:滚筒结构参数对茶叶升温速率影响顺序为:C>A>B>E>D;最优结构参数组合为:导叶板螺旋角15°、导叶板倾角21°、滚筒转速37 r/min、导叶板高度55 mm、滚筒锥角2°;优化后,杀青机杀青效率提高了31.6%。 展开更多

关键词 茶叶杀青质量和效率 fluent-edem耦合仿真 正交实验 滚筒结构优化 导叶板 滚筒转速 滚筒锥角

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基于Fluent-EDEM流固耦合算法的水下台阶爆破爆堆形成过程研究 被引量：4

5

作者 吴亮 余创 +2 位作者 梁志坚 段卫东 陈明 《爆破》 CSCD 北大核心 2023年第4期37-43,123,共8页

针对水下岩石台阶爆破过程中破碎块体复杂的受力运动及其堆积过程,采用FLUENT-EDEM流固耦合的数值计算方法,在颗粒间引入平行键与Hertz-Mindlin接触模型,通过巴西劈裂实验与数值计算的结果对比,标定了平行键的参数,并建立了水下台阶爆... 针对水下岩石台阶爆破过程中破碎块体复杂的受力运动及其堆积过程,采用FLUENT-EDEM流固耦合的数值计算方法,在颗粒间引入平行键与Hertz-Mindlin接触模型,通过巴西劈裂实验与数值计算的结果对比,标定了平行键的参数,并建立了水下台阶爆破模型,分析了水对岩体破碎和运动的力学作用机理,研究了水下台阶块体颗粒鼓包抛掷的整个运动过程,讨论了块体速度、块体分层堆积和流场特点。结果表明:块体颗粒堆积分层与其初始速度以及位置高度有关,台阶中部块体颗粒相对位置较高,在爆炸荷载作用下水平运动距离最远,上部堵塞部分的块体颗粒受爆炸荷载作用小,其主要在重力与浮力作用下翻滚覆盖在中部块体颗粒层之上。起爆初期爆炸能量主要是破碎岩石,水体无明显流速,随着块体颗粒的鼓包抛掷运动,台阶前表面附近的流体流线速度最大,当块体颗粒开始滚动滑落时,流线则主要受到颗粒的运动形式影响。另外,FLUENT-EDEM流固耦合的数值计算模型能精确模拟水下台阶爆破块体运动问题,可为水下岩体爆破工程提供新的研究手段。 展开更多

关键词 水下爆破 流固耦合 FLUENT EDEM 爆堆

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基于Fluent-EDEM耦合的茶叶红外杀青机滚筒内流场数值模拟 被引量：18

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作者 虞文俊 吴瑞梅 +6 位作者 李红 裴刚 金山峰 黄超强 朱任章 杨普香 熊爱华 《食品与机械》 北大核心 2019年第8期104-109,120,共7页

针对目前茶叶杀青机存在杀青不均匀、热能利用率低等缺陷,提出了一种以红外辐射为热源的滚筒式杀青机,将红外热源置于滚筒中心,采用Fluent-EDEM耦合杀青过程中的离散场、流场和温度场,并进行耦合分析,在流体软件Fluent中设置湍流模型和... 针对目前茶叶杀青机存在杀青不均匀、热能利用率低等缺陷,提出了一种以红外辐射为热源的滚筒式杀青机,将红外热源置于滚筒中心,采用Fluent-EDEM耦合杀青过程中的离散场、流场和温度场,并进行耦合分析,在流体软件Fluent中设置湍流模型和辐射模型,在离散元软件EDEM中建立茶叶与茶叶及茶叶与滚筒的接触模型,耦合求解计算得到杀青机滚筒内流场温度分布和杀青叶升温曲线,实现对茶叶杀青过程中流场的数值模拟,并与同型号的电加热滚筒内流场模拟结果进行比较。模拟结果表明,电加热结构的温度流场在滚筒内均匀分布,热能利用率低;而红外杀青机滚筒内流场温度分布主要集中在滚筒右部及底部,能将大部分热能直接辐射到杀青叶上,热能利用率高,该杀青装置能使杀青叶在短时间内快速升温,从而快速钝化酶的活性,提高茶叶品质。红外杀青机滚筒内的温度实测值与模拟值的相对误差约为0.99%,说明模拟过程中参数设置是合理的。 展开更多

关键词 茶叶 辐射杀青 电加热杀青 温度场 FLUENT EDEM 耦合

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天然气水合物直旋混合射流破碎规律研究 被引量：1

7

作者 徐昊 张思 +2 位作者 吴墨染 付悦 付必伟 《石油机械》 北大核心 2025年第2期89-97,共9页

为了提升水合物开采效率,采用Fluent-EDEM耦合计算的数值模拟方法探究喷嘴叶轮槽倾角、叶轮中心孔直径以及混合腔收缩角等结构参数,对直旋混合射流破碎天然气水合物效果的影响。研究结果表明:叶轮槽倾角在40°~60°范围内,直旋... 为了提升水合物开采效率,采用Fluent-EDEM耦合计算的数值模拟方法探究喷嘴叶轮槽倾角、叶轮中心孔直径以及混合腔收缩角等结构参数,对直旋混合射流破碎天然气水合物效果的影响。研究结果表明:叶轮槽倾角在40°~60°范围内,直旋混合射流的破碎性能受叶轮槽倾角的影响程度较小,叶轮槽倾角为50°时,直旋混合射流的破碎效果最好;叶轮中心孔直径影响混合射流中直射流的比例,中心孔直径的增大会导致混合射流的轴向速度增大,切向速度减小,中心孔直径为1 mm时,直旋混合射流的破碎效果最好;混合腔收缩角较大时,混合射流流经收缩段的过程中,过流截面积迅速减小,不利于射流充分混合,较大的收缩角也会增大射流的能量损耗,在80°~120°范围内,收缩角为80°时,直旋混合射流的破碎效果最好。研究结果可为直旋混合射流在天然气水合物开采领域的应用提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 天然气水合物 直旋混合射流 喷嘴 破碎 fluent-edem耦合

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往复式水力冲刷挖藕装置试验平台设计与试验

8

作者 刘冉 周勇 +4 位作者 张国忠 陶国瑛 唐楠锐 唐昊建 宿衍强 《华中农业大学学报》 北大核心 2025年第5期229-240,共12页

针对目前传统水力挖藕喷头的固定冲刷方式存在作业效率低、漏冲现象严重的问题,设计一种往复式水力冲刷挖藕装置试验平台。利用Fluent仿真对喷头形状开展单因素试验,得到喷头最优形状为锥柱形。基于EDEM-Fluent耦合仿真对喷头关键尺寸... 针对目前传统水力挖藕喷头的固定冲刷方式存在作业效率低、漏冲现象严重的问题,设计一种往复式水力冲刷挖藕装置试验平台。利用Fluent仿真对喷头形状开展单因素试验,得到喷头最优形状为锥柱形。基于EDEM-Fluent耦合仿真对喷头关键尺寸及工作参数开展正交试验,得到喷头最优参数为出水口直径15 mm、离泥高度50 mm及射流角度30°。采用积分法对喷头运动轨迹及冲刷面积进行理论分析,并利用Matlab计算得到喷头理论最优前进速度为17.3 mm/s、摆动速度为130.7 mm/s。基于往复式水力冲刷挖藕装置试验平台开展单喷头冲刷淤泥性能试验,结果显示喷头关键尺寸及工作参数仿真试验可靠。为探究射流角度、前进速度、摆动速度对莲藕挖净率的综合影响,开展Box-Behnken中心组合性能试验,结果显示,当射流角度为27.4°、前进速度为10.6 mm/s、摆动速度为191.1 mm/s时,莲藕挖净率最大,仿真模拟与台架试验结果显示莲藕挖净率分别为93%和91%。 展开更多

关键词 往复式水力冲刷 莲藕挖藕机 液压系统 Fluent流体仿真 fluent-edem耦合仿真

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水下炸礁中自由面数目对破碎与爆堆形态的影响

9

作者 刘琳 吴亮 +1 位作者 张澳 余创 《工程爆破》 北大核心 2025年第5期34-42,共9页

自由面是影响爆破效果的一个重要参数,自由面的数量、形状、面积的变化会使岩石破碎及爆破效果发生改变。考虑到水下爆破复杂的地质条件和破坏块体的运动难以预测,利用Fluent-EDEM耦合方法建立了水下爆破模型,设置4个包含不同自由面数... 自由面是影响爆破效果的一个重要参数,自由面的数量、形状、面积的变化会使岩石破碎及爆破效果发生改变。考虑到水下爆破复杂的地质条件和破坏块体的运动难以预测,利用Fluent-EDEM耦合方法建立了水下爆破模型,设置4个包含不同自由面数目的工况。在此模型的基础上,通过对爆破块体抛掷速度、块体分层堆积和岩体破碎等特点的研究,得出水下炸礁中自由面数目对爆堆形态的影响规律。研究表明:随着自由面数量的增加,爆破所导致的块体峰值速度也相应提升,从而有效地改善了爆破破碎效果;自由面数量的增加使得抛掷剥离的岩石量增多,而原位置残留的岩石量减少;从整个岩体的爆破效果来看,自由面数量的增多增加了爆破方量,有利于岩体的破碎。总体而言,增加自由面数量有助于提升爆破破碎量,改善爆破效果,促进岩体更为彻底地破碎。此外,Fluent-EDEM软件的流固耦合数值计算模型能够准确模拟水下爆炸块体的运动,为水下岩石爆破工程提供了新的研究工具。 展开更多

关键词 水下爆破 流固耦合 fluent-edem 自由面 爆堆形态

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抵抗线对水下台阶爆破效果影响的模型试验及其数值分析

10

作者 吴亮 刘琳 +1 位作者 余创 周俊汝 《爆破》 北大核心 2025年第1期56-62,共7页

抵抗线作为爆破设计中的核心参数,与岩石的抛掷距离以及破碎程度都有着密切的关系,从而直接影响破碎效果以及最终的爆堆形状。由于水下爆破工程具有显著的复杂性,影响水下爆破效果的因素错综复杂,因此,探究抵抗线参数对水下台阶爆破的... 抵抗线作为爆破设计中的核心参数,与岩石的抛掷距离以及破碎程度都有着密切的关系,从而直接影响破碎效果以及最终的爆堆形状。由于水下爆破工程具有显著的复杂性,影响水下爆破效果的因素错综复杂,因此,探究抵抗线参数对水下台阶爆破的影响规律是必不可少的。通过设置不同抵抗线参数的水下台阶钻爆试验,并采用FLUENT-EDEM耦合方法对抵抗线为2 cm、4 cm、5 cm、6.5 cm四种情况下的爆破试验进行数值模拟,将试验与数值模拟相结合综合评估了抵抗线参数对水下台阶爆破效果的影响。结果表明:抵抗线参数增加初期,用于破碎岩石的有效能量占比增加,且爆破漏斗体积也进一步增大,但随着抵抗线的进一步增加,岩体单位体积所承担的爆炸能量反而降低,另外应力波反射作用强度也减弱了,因此爆破块度的不均匀性呈现出随抵抗线先减小后增大的规律。此外,数值计算能较好地对模型试验的爆破效果进行模拟且结果一致,说明运用FLUENT-EDEM流固耦合方法来探究水下台阶爆破块度破碎问题是切实可行的。 展开更多

关键词 水下爆破 流固耦合 FLUENT EDEM 抵抗线

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基于EDEM-Fluent耦合的泵内含不同形状颗粒的固液两相流磨损

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作者 程文洁 邵春雷 《南京工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期186-193,共8页

离心泵是输送固液两相混合物的关键设备,固体颗粒的存在容易导致泵磨损。为了研究固相性质对泵内部流动特性的影响,特别是揭示固体颗粒在壁面上的磨损机制,采用EDEM-Fluent耦合方法研究泵内的固液两相流,并采用欧拉拉格朗日模型进行数... 离心泵是输送固液两相混合物的关键设备,固体颗粒的存在容易导致泵磨损。为了研究固相性质对泵内部流动特性的影响,特别是揭示固体颗粒在壁面上的磨损机制,采用EDEM-Fluent耦合方法研究泵内的固液两相流,并采用欧拉拉格朗日模型进行数值模拟。计算结果清晰地显示了粒子的动态分布及其碰撞情况。结果表明:颗粒尺寸对磨损影响较大,无论在何种流量工况下,大尺寸颗粒对蜗壳的磨损更为严重;在相同工况下,非球体颗粒对泵部件的磨损相对严重一些;在不同流量工况下,泵入口及出口段的颗粒分布差别较大,低流量工况下的叶轮入口位置颗粒分布非常不均匀,前盖板的磨损较严重;对大尺寸球体颗粒和非球体颗粒进行对比,在小流量工况下,无论是球体颗粒还是非球体颗粒,泵的磨损情况都非常严重,磨损曲线斜率很高,且呈现阶段性的陡增。研究结果可以获得准确的磨损位置,为改进离心泵的水力设计提供参考。 展开更多

关键词 固液两相流 EDEM-Fluent耦合 球体颗粒 非球体颗粒 磨损

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基于EDEM-FLUENT的气送式虾塘投饵车抛料机构优化设计

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作者 张丽珍 姜赛 +2 位作者 朱梦祥 徐冲 吴迪 《农业工程学报》 北大核心 2025年第20期54-62,共9页

为解决现有投饵装备如固定式岸基投饲机和投饵船,存在的投饲范围有限、转塘不便等问题,该研究对气送式投饵车的抛料机构进行了优化设计。气送式投饵车可实现转塘及绕塘一周均匀投饵,通过设计的可调式抛料机构将饲料抛撒至规定区域。为... 为解决现有投饵装备如固定式岸基投饲机和投饵船,存在的投饲范围有限、转塘不便等问题,该研究对气送式投饵车的抛料机构进行了优化设计。气送式投饵车可实现转塘及绕塘一周均匀投饵,通过设计的可调式抛料机构将饲料抛撒至规定区域。为确定影响抛料机构抛料范围及饲料分布均匀性的最佳组合参数,基于EDEM-FLUENT耦合仿真,选取风机风速、抛料管倾斜角度、长度以及直径4个关键设计参数进行单因素试验,并根据单因素试验结果进行正交试验,对试验结果进行响应面分析和参数优化。研究结果表明,当风机风速为16.1 m/s,抛料管倾斜角度为8.117°、长度为424.16 mm、直径为41.57 mm时,3~5 m目标范围内饲料颗粒的覆盖率及分布均匀性均达到最佳状态。样机试验表明,气送式投饵车抛撒饲料至3~5 m范围内的覆盖率和均匀性与仿真结果的相对误差分别为5.4%、6.5%,符合定范围且均匀抛撒的预期要求。气送式投饵车可绕塘移动,将饲料较均匀地抛撒至规定距离范围,且满足一车多塘使用的功能性要求,弥补了现有户外虾塘投饲装备的不足,为虾塘投饲提供了更加均匀高效的解决方案。 展开更多

关键词 水产养殖 EDEM-FLUENT 仿真 单因素 投饵车 气送式

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小区玉米旋风分离器仿真与试验

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作者 王笑康 李国莹 +4 位作者 卢军 徐祝欣 杨诚 李国梁 迟鹏 《农机化研究》 北大核心 2025年第11期192-198,共7页

主要对小区玉米收获机气力输送系统中的旋风分离器的设计进行仿真分析,运用EDEM-Fluent软件对旋风分离器内部流场进行了仿真模拟。通过EDEM软件模拟颗粒的仿真运动,观察模拟中颗粒的运动轨迹,再通过Fluent软件对旋风分离器中的气流流场... 主要对小区玉米收获机气力输送系统中的旋风分离器的设计进行仿真分析,运用EDEM-Fluent软件对旋风分离器内部流场进行了仿真模拟。通过EDEM软件模拟颗粒的仿真运动,观察模拟中颗粒的运动轨迹,再通过Fluent软件对旋风分离器中的气流流场进行模拟分析,将两者进行耦合,以观察玉米籽粒在气流作用下的运动情况,并对玉米籽粒在运动过程中的受力情况和玉米籽粒碰撞特性进行分析。结合旋风分离器的结构参数和对玉米籽粒的运动分析,以气流流速、下锥体高度和入料口横截面积作为试验因素,以玉米籽粒破损率为指标进行试验,对多目标变量进行方法优化并建立优化模型,得出旋风分离器最佳结构参数:气流流速为30 m/s、下锥体高度为400 mm、入料口横截面积为0.08 m 2,玉米籽粒破损率为0.782%,优于传统同类装置。进行了10组台架试验,验证结果与仿真结果相符,表明改进的旋风分离器能够满足玉米收获机的收获要求。 展开更多

关键词 气流输送 旋风分离器 FLUENT 设计优化 EDEM

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气力集排式排种系统管道弯径比对绳索扩散的影响

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作者 蔡国华 季勇 胡志超 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第10期49-54,共6页

气力集排式排种系统采用集中送种、分配排种的方式实现高效播种,具有对种子形状兼容性好、种子损伤率低、适应宽幅与高速作业等优点。采用EDEM-Fluent耦合方法基于DDPM模型的耦合接口针对小麦气力集排式排种系统中弯管部分的气固两相流... 气力集排式排种系统采用集中送种、分配排种的方式实现高效播种,具有对种子形状兼容性好、种子损伤率低、适应宽幅与高速作业等优点。采用EDEM-Fluent耦合方法基于DDPM模型的耦合接口针对小麦气力集排式排种系统中弯管部分的气固两相流进行模拟分析,研究入口气流速度为25 m/s、颗粒质量流量为0.2 kg/s时,不同弯径比(R/D)条件下的压损变化与绳索扩散规律。仿真结果表明:R/D=2、R/D=3弯管的绳索扩散规律相似;在0~250 mm截面高度,R/D=1弯管绳索扩散速度比R/D=2、R/D=3弯管快;在250~750 mm截面高度,R/D=1弯管绳索扩散速度比R/D=2、R/D=3弯管慢;在截面高度达到750 mm时,3种弯径比弯管的颗粒分布均匀度趋于一致;弯头处压损与磨损均随着弯径比的增加而减小。 展开更多

关键词 气力集排式 排种系统 EDEM-Fluent耦合 弯径比 颗粒绳索扩散

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食葵籽粒双层振动风筛式清选装置设计与试验 被引量：5

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作者 连国党 马丽娜 +3 位作者 封伟 魏鑫鑫 成玉风 宗望远 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第20期55-65,共11页

针对食葵机械化收获清选环节损失率和含杂率均偏高等问题,该研究设计了一种双层振动风筛式食葵清选装置,主要由风机、导料齿板式上筛体、阶梯抖动板式下筛体及驱动机构等组成。根据不同品种食葵籽粒大小,清选装置上下筛分别配套筛孔尺寸... 针对食葵机械化收获清选环节损失率和含杂率均偏高等问题,该研究设计了一种双层振动风筛式食葵清选装置,主要由风机、导料齿板式上筛体、阶梯抖动板式下筛体及驱动机构等组成。根据不同品种食葵籽粒大小,清选装置上下筛分别配套筛孔尺寸为20、18 mm和18、16 mm的两组编织筛网。通过清选过程物料动力学分析,获得影响该装置工作性能的主要因素为气流方向角、曲柄转速及筛面倾角。应用Fluent-EDEM耦合技术仿真模拟食葵清选过程,验证清选装置结构合理性。以大籽粒“三瑞10号”和小籽粒“葵花363”两种食葵为试验对象,气流方向角、曲柄转速及筛面倾角为影响因素,含杂率和损失率为评价指标,在自制清选装置台架上分别开展正交试验,利用综合分析法得出影响清选性能的主次因素依次为曲柄转速、筛面倾角、气流方向角,较优参数组合为气流方向角21°、曲柄转速250 r/min、筛面倾角4°,此时含杂率低于3%,损失率低于2%,满足食葵机械化收获标准,且作业性能优于已有食葵清选装置。该研究可为食葵机械化收获过程中清选系统的改进优化提供技术支撑。 展开更多

关键词 农业机械 试验 清选装置 食葵 振动风筛式 fluent-edem耦合

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新型锤片式粉碎机圆弧形分离装置内气固两相流模拟研究

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作者 曹丽英 杨李海 +1 位作者 李春东 韩磊 《南方农机》 2022年第13期1-6,16,共7页

针对课题组自主研发的新型锤片式粉碎机生产效率偏低的问题,设计了一种圆弧形分离装置,并基于Fluent-EDEM耦合对圆弧形分离装置和原始分离装置中气固两相流进行数值模拟,对比分析了颗粒在两种分离装置中的运动过程,验证了圆弧形分离装... 针对课题组自主研发的新型锤片式粉碎机生产效率偏低的问题,设计了一种圆弧形分离装置,并基于Fluent-EDEM耦合对圆弧形分离装置和原始分离装置中气固两相流进行数值模拟,对比分析了颗粒在两种分离装置中的运动过程,验证了圆弧形分离装置的优越性;随后基于Fluent-EDEM耦合对两种分离装置进行单因素模拟试验,对比分析了入口空气流速、入口料流速率、回料管出口负压和颗粒粒径对出料量的影响。研究结果表明:相比于原始分离装置,入口空气流速、入口料流速率、回料管出口负压和颗粒粒径越大,圆弧形分离装置的结构特性优势越显著。 展开更多

关键词 新型锤片式粉碎机 圆弧形分离装置 原始分离装置 fluent-edem耦合模拟

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孜然脱粒机风筛式清选装置的设计与试验 被引量：1

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作者 王凡瑞 李斌 +4 位作者 朱荣光 王士国 刘洋 高小龙 杨星宇 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第22期39-50,共12页

由于孜然籽粒粒径小、脱出物外形尺寸相似,且缺少专用的清选装置,导致孜然籽粒的清选含杂率高、清选效率低。该研究在孜然籽粒特有物理特征分析的基础上,结合现有各类清选装置的工作原理,设计了一种风筛式孜然清选装置,开展了具有针对... 由于孜然籽粒粒径小、脱出物外形尺寸相似,且缺少专用的清选装置,导致孜然籽粒的清选含杂率高、清选效率低。该研究在孜然籽粒特有物理特征分析的基础上,结合现有各类清选装置的工作原理,设计了一种风筛式孜然清选装置,开展了具有针对性的清选装置关键部件的设计,包括复合式双层筛、贯流式风机、风挡拦截装置等。通过气固耦合仿真技术对清选流场压力分布、气流速度及清选物料固相运动规律进行分析,验证装置结构设计合理性,确定影响清选效果的主要因素为风速、振动频率、入风角度;将风速、振动频率、入风角度作为试验因素,以损失率及含杂率为评价指标,通过三因素三水平正交试验,得到自变量与清选效果的二次多项式响应面回归模型,并通过多元回归拟合分析得到清选装置最优工作参数为:风速10.27 m/s,振动频率4.07 Hz,入风角度20.26°。根据最优参数自制试验台架进行验证试验,得到孜然籽粒清选后的平均损失率、含杂率分别为3.40%和5.28%,损失率、含杂率的理论预测值与台架试验结果的相对误差分别为0.94%、1.73%,证明回归模型具有较高的准确性,孜然脱粒机清选装置的设计满足孜然籽粒清选作业标准。 展开更多

关键词 孜然 清选装置 脱出物 振动风筛式 fluent-edem耦合

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基于EDEM-Fluent仿真的自旋射流式挖藕机的设计与试验 被引量：27

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作者 吴昊 夏俊芳 +3 位作者 张国忠 王培通 劳山峰 张秀梅 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期9-14,共6页

为解决藕农人工挖藕劳动强度大,效率低,易损伤莲藕的难题,针对现有挖藕设备成本较高,操作过程繁琐,需要一定经验技术才能掌握的缺陷,设计了一种自旋射流式挖藕机。阐述了该机的结构和工作原理,通过离散元法和流体动力学耦合仿真分析了泥... 为解决藕农人工挖藕劳动强度大,效率低,易损伤莲藕的难题,针对现有挖藕设备成本较高,操作过程繁琐,需要一定经验技术才能掌握的缺陷,设计了一种自旋射流式挖藕机。阐述了该机的结构和工作原理,通过离散元法和流体动力学耦合仿真分析了泥土-射流之间的相互作用机理,明确了关键部件喷头的结构参数对试验指标的影响规律,即挖掘深度随着喷射角度30?至60?范围内的增加而减小,随着射流速度10至20 m/s范围内的增加而增加。通过分析仿真射流过程发现,当喷射角度为30?时,会出现泥土回填的情况。台架试验和田间试验表明:自旋射流式挖藕机喷头直径为17 mm,喷射角度30?时,可以以0.2 s的速度前进,完全挖出埋于泥土深度400 mm内的莲藕,莲藕无损伤,且表面无泥土粘结,挖掘幅宽约为1.2 m。该文提出了EDEM-Fluent耦合仿真的运用将有利于莲藕采挖设备的作用机理研究,为莲藕采挖设备的设计与优化提供理论依据。该耦合仿真方法还能应用于江河湖泊清淤、管道清理等其他水力作业领域的研究。 展开更多

关键词 机械化 设计 优化 莲藕 挖掘 射流 EDEM-Fluent

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基于EDEM-Fluent的气动式鱼塘投饲机性能优化 被引量：21

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作者 赵思琪 丁为民 +2 位作者 赵三琴 顾家冰 张建凯 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期130-139,共10页

为提高气动式鱼塘投饲机抛料均匀性,提高饲料利用率,利用EDEMFluent耦合方法对投饲机抛料过程进行性能分析和数值模拟,研究造成抛料分布不均匀的主要原因,并对投饲机结构进行优化改进。在此基础上设计三元二次回归正交旋转组合试验,研... 为提高气动式鱼塘投饲机抛料均匀性,提高饲料利用率,利用EDEMFluent耦合方法对投饲机抛料过程进行性能分析和数值模拟,研究造成抛料分布不均匀的主要原因,并对投饲机结构进行优化改进。在此基础上设计三元二次回归正交旋转组合试验,研究设计参数外腔体半径Ro、外腔体高度ho、导流板圆心角α等对抛料均匀性的影响,建立饲料颗粒周向分布变异系数Cv与因素Ro、ho、α之间的二次多元回归模型并解析,确定最优设计参数组合并进行场地验证试验。结果表明,各因素对周向分布变异系数的影响程度由大到小为:导流板圆心角α、外腔体半径Ro、外腔体高度ho,当Ro取77.00mm、ho为85.40mm、α为93.20°时Cv最小,其理论结果为14.13%,验证试验结果为15.08%,与模型理论值相吻合,与未优化前相比Cv降低50.50个百分点。表明基于EDEMFluent耦合方法进行气动式投饲机抛料性能参数优化改进是可行的。 展开更多

关键词 鱼塘 气动式投饲机 抛料均匀性 EDEM FLUENT 周向分布变异系数

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基于多相流耦合的热风杀青过程与杀青机结构优化研究 被引量：15

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作者 施重驹 张宪 +2 位作者 钟江 乔欣 戴惠亮 《机电工程》 CAS 2015年第8期1050-1055,共6页

针对目前热风滚筒杀青机热能利用率不高、杀青质量和产量受到限制的问题,对热风杀青过程中滚筒转速、导叶板数量、导叶板高度、导叶板宽度以及热风进风口结构对杀青质量的影响展开了研究,利用EDEM与FLUENT联合对离散场、流场和温度场进... 针对目前热风滚筒杀青机热能利用率不高、杀青质量和产量受到限制的问题,对热风杀青过程中滚筒转速、导叶板数量、导叶板高度、导叶板宽度以及热风进风口结构对杀青质量的影响展开了研究,利用EDEM与FLUENT联合对离散场、流场和温度场进行了耦合分析,在所构建的模型上对杀青过程进行了数值模拟。并在结合工程实践基础上对目标机型进行了导叶板数量的增加和将进风口由内凹改为外凸的优化;研究结果表明,滚筒转速和导叶板数量对茶叶颗粒温升速率有较大影响,进风口结构对滚筒内温度场有较大影响,优化后的目标机型在提高杀青质量的情况下,产能提高约25%,采用的多相流耦合分析方法也可用于多种茶叶加工装备的开发与优化。 展开更多

关键词 茶叶 杀青 多相流耦合 EDEM-FLUENT 离散元 热风

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