果园风送喷雾机气助式喷头风力性能数值模拟与试验

• 作者: 孙涛 张玲 杨风波 薛新宇 金永奎 陈晨
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 农学
• 关键词: 果园风送喷雾机 气助式喷头 风力性能 数值模拟 试验
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 所属期刊栏目: 农业装备与机械化工程
• 页码范围: 38-47
• 页数: 10页
• 分类号: S491|V211
• 字数: 6704字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.06.005

摘要

针对直筒型气助式喷头风力性能较弱的问题,结合单点风速测试和数值模拟,研究了一种“尾部先收缩后扩张”气助式喷头的尾部参数对风力性能的影响规律.首先,采用雷诺平均N-S(Navier-Stokes)方程及RNG(Renormalization group)k-ε湍流模型,建立了该型喷头的流场计算模型,基于风速测试验证了该模型的有效性与可靠性;其次,通过数值计算对比了两种喷头的风力性能,结果表明,在进口参数总压105 600 Pa、静压105 200 Pa时,本文所提喷头出口平均风速是直筒型喷头对应值的1.36倍.为了研究尾部参数(收敛段内缩长度、扩张段高度)对本文所提喷头风力性能的影响,以数值计算、Opt LHD (Optimal latin hypercube design)试验设计、径向基函数神经网络(Radial basis function neural network,RBFNN)为理论基础,构建了风力性能参数的代理模型,出口端流量、平均风速的代理模型R2分别为0.983 54、0.987 28,表明该模型可用于喷头风力性能预测,指导参数科学配置.基于代理模型,对喷头风力性能参数的影响因了进行了分析及单目标优化,随着扩张段高度、收敛段内缩长度的增大,出口端平均风速均呈现下降趋势,而流量均呈现先上升后下降的变化趋势;当扩张段高度、收敛段内缩长度取值为1.08、5.39 mm时,出风量达到最大值0.017 9 kg/s;而两值分别取0、0 mm时,末端平均风速达到最大值67.9 m/s.针对末端流量、平均风速相互矛盾的问题,进行了多目标优化,得到了喷射性能参数最优Pareto解集,为气助式喷头与果园间的优化匹配设计提供了参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	薛新宇		83	1579	19.0	37.0
2	金永奎		13	128	6.0	11.0
3	张玲		15	217	8.0	14.0
4	杨风波		6	36	3.0	6.0
5	陈晨		13	95	5.0	9.0
6	孙涛		1	2	1.0	1.0