基于DEM-CFD的玉米气吸式排种器种盘设计与试验

• 作者: 丁力 崔涛 张东兴 杨丽 高筱钧
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 农学
• 关键词: 玉米 气吸式排种器 离散元 计算流体力学 响应面法 回归分析
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 农业装备与机械化工程
• 页码范围: 50-60
• 页数: 11页
• 分类号: S223.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2019.05.006

摘要

针对玉米气吸式排种器高速作业下种子运动十分复杂、难以进行准确分析计算的问题,采用DEM(离散元)和CFD(计算流体力学)耦合的方法,模拟了气吸式排种器工作过程,分析了种子受到的曳力和运动速度,得出不同种子充种能力大小依次为:小扁形、类圆形、大扁形.经过仿真分析,有针对性地选取不易吸附充种的大扁形种子,建立充种过程数学模型,优化种盘型孔凸台高度和型孔凸台角度参数.为了获得排种器的最佳性能参数,以型孔凸台角度、型孔凸台高度、种层高度为试验因素,以排种合格指数、重播指数、漏播指数为试验指标进行三因素二次旋转正交组合试验,并应用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据进行多元回归分析和响应曲面分析,得到了各因素对指标影响关系.采用多目标优化方法,确定了最佳参数组合:型孔凸台角度为35.76°,型孔凸台高度为3.11 mm,种层高度为55.61 mm,排种合格指数最高.此时,排种器性能指标为:合格指数91.60％,漏播指数3.90％,重播指数4.50％.对优化结果进行验证试验,并与原排种器进行对比,验证结果与优化结果基本一致,且合格指数和漏播指数均优于原排种器,满足玉米精密播种的要求.