不同填充颗粒半径水稻种子离散元模型参数标定

张荣芳; 焦伟; 周纪磊; 祁兵; 刘虎; 夏倩倩; 《农业机械学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD

摘要：气固两相流耦合仿真被广泛运用在气力式排种器工作过程的研究中,因确定性颗粒轨道数值计算模型的需求,种子多采用颗粒聚合的方法建模,该方法采用的填充球颗粒半径越小、数量越多就越能接近种子的真实形态,但会造成仿真计算资源过度消耗、仿真时间增长.为研究不同填充球半径的水稻种子模型对颗粒间的动力学响应特性的影响,寻找种子模型最佳的填充球颗粒数量,本文以水稻种子为研究对象,借助三维扫描与逆向拟合的方法获取种子外形轮廓,分别采用不同半径(0.30、0.21、0.18、0.16、0.15 mm)的球颗粒对其进行填充,形成气固耦合的水稻颗粒粘结聚合模型.采用无底圆筒提升、滑落堆积的真实试验与仿真测定,采用曲面响应法,以休止角为指标,标定出不同填充球颗粒半径种子模型的种间静摩擦因数和动摩擦因数;通过圆筒提升和滑落堆积试验对参数进行验证,以仿真试验休止角的变异系数为指标,结果表明随着填充球半径的减小,仿真结果越接近真实值;通过水稻正压式排种器气固两相流耦合仿真进行验证,以充种率为指标,结果表明填充颗粒半径为0.21 mm,仿真时长与仿真精度最优.

关键词： 水稻种子 离散元模型 标定 填充颗粒半径