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基于CFD-DPM双向耦合模型的水稻导苗机构设计与仿真
1
作者
葛宜元
郭宁宁
+2 位作者
齐庆龙
孟庆祥
高洪才
《农机化研究》
北大核心
2025年第12期250-257,共8页
为增加水稻钵体的抛出速度,提高落秧率,针对水稻钵体被机载水稻抛秧装置顶出脱盘后的运动状态,进行导苗机构的设计。通过建立计算流体力学(CFD)的离散相模型(DPM),对钵体颗粒的运动轨迹进行追踪研究,并对导苗机构内腔的流速和压力分布...
为增加水稻钵体的抛出速度,提高落秧率,针对水稻钵体被机载水稻抛秧装置顶出脱盘后的运动状态,进行导苗机构的设计。通过建立计算流体力学(CFD)的离散相模型(DPM),对钵体颗粒的运动轨迹进行追踪研究,并对导苗机构内腔的流速和压力分布进行分析,得出气相的分布特点和原因。选取导苗机构入口速度、折弯角度和管长作为试验因素,以抛出速度为指标,进行仿真试验和响应面分析,模拟钵体颗粒在流场内的耦合情况进行抛秧管末端处颗粒抛出速度的数据分布监测,得出影响抛出速度的因素主次关系为折弯角度>入口风速>管长,最优参数组合为入口风速25 m/s、折弯角度6°、管长612 mm,此时钵体颗粒的抛出速度为19.8 m/s。通过对带苗钵体在导苗机构的运动情况进行实际验证,测得10组试验平均抛出速度为17.3 m/s,与仿真试验误差为12%左右,证明仿真试验的最优参数组合可行,满足设计要求。研究成果可为机载水稻抛秧装置的研究提供设计依据和理论参考。
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关键词
水稻
导苗机构
计算流体力学
离散相模型
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职称材料
机载水稻抛秧装置输送顶出机构优化设计及仿真
2
作者
葛宜元
郭宁宁
+1 位作者
齐庆龙
高洪才
《中国农机化学报》
北大核心
2024年第11期7-14,共8页
水稻抛秧具有效率高、秧苗损伤小等优势。基于此,设计一种连续型秧苗自动输送及顶出机构,对输送机构进行设计及受力分析,得到中间仿形架受力最大约为23.47 N,静力学分析得出仿形架最大应力为36 MPa,最大位移变形量为0.6 mm,最大应变为0....
水稻抛秧具有效率高、秧苗损伤小等优势。基于此,设计一种连续型秧苗自动输送及顶出机构,对输送机构进行设计及受力分析,得到中间仿形架受力最大约为23.47 N,静力学分析得出仿形架最大应力为36 MPa,最大位移变形量为0.6 mm,最大应变为0.012。对钵体顶出及斜抛过程进行受力分析,计算出钵体质心到底面距离为9.71 mm,得出钵体脱盘时的最小翻滚角度与翻滚角速度、下落垂直距离的关系。对顶针进行参数优化,当顶针总长为50 mm,凸台长度为5 mm时,钵体顶出完整性较好。以顶针安装角、顶出力为试验因素,以钵体顶出后的二维空间位移为指标,进行ADAMS运动学仿真试验及正交试验,当仿真试验水平和竖直位移达到最小值时,顶针安装角为25°、顶出力为1.5 N;进行正交试验验证仿真结果,当试验因素水平一致时,水平和竖直位移达到最小值。通过分析得出安装角对指标影响极显著,顶出力对指标影响较显著。研究结果可为水稻抛秧装置设计和作业参数优化提供重要参考。
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关键词
水稻钵苗
农业机械
顶出式
运动分析
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职称材料
题名
基于CFD-DPM双向耦合模型的水稻导苗机构设计与仿真
1
作者
葛宜元
郭宁宁
齐庆龙
孟庆祥
高洪才
机构
佳木斯
大学机械工程学院
佳木斯农业技术研究院有限责任公司
出处
《农机化研究》
北大核心
2025年第12期250-257,共8页
基金
中央引导地方科技发展专项(ZYYD2022JMS005)
新一轮黑龙江省“双一流”学科协同创新成果建设项目(LJGXCG2022-128)
+2 种基金
黑龙江省创新团队项目(2021-KYYWF-0639)
黑龙江省教育厅基本科研业务费项目(2022-KYYWF-0590)
企业委托横向项目(20230718002)。
文摘
为增加水稻钵体的抛出速度,提高落秧率,针对水稻钵体被机载水稻抛秧装置顶出脱盘后的运动状态,进行导苗机构的设计。通过建立计算流体力学(CFD)的离散相模型(DPM),对钵体颗粒的运动轨迹进行追踪研究,并对导苗机构内腔的流速和压力分布进行分析,得出气相的分布特点和原因。选取导苗机构入口速度、折弯角度和管长作为试验因素,以抛出速度为指标,进行仿真试验和响应面分析,模拟钵体颗粒在流场内的耦合情况进行抛秧管末端处颗粒抛出速度的数据分布监测,得出影响抛出速度的因素主次关系为折弯角度>入口风速>管长,最优参数组合为入口风速25 m/s、折弯角度6°、管长612 mm,此时钵体颗粒的抛出速度为19.8 m/s。通过对带苗钵体在导苗机构的运动情况进行实际验证,测得10组试验平均抛出速度为17.3 m/s,与仿真试验误差为12%左右,证明仿真试验的最优参数组合可行,满足设计要求。研究成果可为机载水稻抛秧装置的研究提供设计依据和理论参考。
关键词
水稻
导苗机构
计算流体力学
离散相模型
Keywords
rice
seeding guiding mechanism
computational fluid dynamics
discrete phase model
分类号
S223.94 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
机载水稻抛秧装置输送顶出机构优化设计及仿真
2
作者
葛宜元
郭宁宁
齐庆龙
高洪才
机构
佳木斯
大学机械工程学院
佳木斯农业技术研究院有限责任公司
出处
《中国农机化学报》
北大核心
2024年第11期7-14,共8页
基金
国家自然科学基金项目(51875252)
黑龙江省自然科学基金项目(LH2020E026)
+3 种基金
2022年度中央引导地方科技发展专项(ZYYD2022JMS005)
2022年新一轮省“双一流”学科协同创新成果建设项目(LJGXCG2022-128)
黑龙江省创新团队项目(2021-KYYWF-0639)
企业委托横向课题(20230718002)。
文摘
水稻抛秧具有效率高、秧苗损伤小等优势。基于此,设计一种连续型秧苗自动输送及顶出机构,对输送机构进行设计及受力分析,得到中间仿形架受力最大约为23.47 N,静力学分析得出仿形架最大应力为36 MPa,最大位移变形量为0.6 mm,最大应变为0.012。对钵体顶出及斜抛过程进行受力分析,计算出钵体质心到底面距离为9.71 mm,得出钵体脱盘时的最小翻滚角度与翻滚角速度、下落垂直距离的关系。对顶针进行参数优化,当顶针总长为50 mm,凸台长度为5 mm时,钵体顶出完整性较好。以顶针安装角、顶出力为试验因素,以钵体顶出后的二维空间位移为指标,进行ADAMS运动学仿真试验及正交试验,当仿真试验水平和竖直位移达到最小值时,顶针安装角为25°、顶出力为1.5 N;进行正交试验验证仿真结果,当试验因素水平一致时,水平和竖直位移达到最小值。通过分析得出安装角对指标影响极显著,顶出力对指标影响较显著。研究结果可为水稻抛秧装置设计和作业参数优化提供重要参考。
关键词
水稻钵苗
农业机械
顶出式
运动分析
Keywords
rice bowl seedling
agricultural machinery
ejector type
motion analysis
分类号
S223.94 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于CFD-DPM双向耦合模型的水稻导苗机构设计与仿真
葛宜元
郭宁宁
齐庆龙
孟庆祥
高洪才
《农机化研究》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
机载水稻抛秧装置输送顶出机构优化设计及仿真
葛宜元
郭宁宁
齐庆龙
高洪才
《中国农机化学报》
北大核心
2024
0
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职称材料
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