本網(wǎng)訊 近日我校工學(xué)院李兆東副教授課題組在期刊《Computers and Electronics in Agriculture》（中科院1區(qū)TOP，IF=7.7）發(fā)表題為“Research on the impact of wheat seed collisions on the distribution performance of an Air-Assisted centralized distribution device based on CFD-DEM numerical simulation”的研究論文。該研究基于CFD-DEM耦合仿真技術(shù)和區(qū)域劃分方法揭示了小麥集排氣送式排種器分種裝置內(nèi)種子碰撞頻率對(duì)分種性能影響規(guī)律。
小麥?zhǔn)俏覈?guó)重要的糧食作物，在我國(guó)糧食生產(chǎn)、糧食安全和居民消費(fèi)中具有重要地位。播種技術(shù)是影響小麥產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一，2021年我國(guó)小麥機(jī)播水平已高達(dá)93.48%，領(lǐng)先于其它主要糧食作物（中國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局2021）。然而，隨著我國(guó)土地流轉(zhuǎn)率的提高，耕地規(guī)模逐漸增大，種植戶(hù)對(duì)高速播種機(jī)的需求日益增加。小麥播種機(jī)按排種原理主要分為機(jī)械式和氣送式，其中氣送式排種器采用“機(jī)械定量供種+氣流分配成行”的工作原理，因其具有排種速度快、不傷種等優(yōu)點(diǎn)得到應(yīng)用廣泛。為提升氣送式播種機(jī)作業(yè)性能，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)氣送式排種器進(jìn)行了廣泛的研究，但對(duì)于其核心部件—分種裝置內(nèi)種子碰撞對(duì)分種均勻性影響規(guī)律研究甚少，對(duì)于分種裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)方向不明。
基于以上問(wèn)題，該研究采用CFD-EDM耦合數(shù)值模擬技術(shù)研究了種子碰撞對(duì)分種性能的影響。根據(jù)種子是否完成分配，將分種裝置分為區(qū)域1(完成分配前)和區(qū)域2(完成分配后)。研究了在不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)下，分種裝置各區(qū)域種子與管壁、種子之間的碰撞頻率對(duì)分種性能的影響。結(jié)果顯示，區(qū)域1種壁碰撞頻率與各行排量一致性變異系數(shù)之間存在很強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系，而區(qū)域1種壁碰撞頻率與單行種子均勻性變異系數(shù)之間存在很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系。隨后，該研究結(jié)合種子顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡和氣流速度云圖數(shù)據(jù)，對(duì)分配裝置的工作機(jī)理進(jìn)行了分析和討論。通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性，確定了分種裝置較優(yōu)工作參數(shù)范圍。研究結(jié)果對(duì)提高對(duì)種子分配過(guò)程的認(rèn)識(shí)，明確小麥氣送式排種器的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。
我校李兆東副教授為論文第一作者，陳永新教授為論文通訊作者，該研究受到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題：砂姜黑土水肥耦合精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)及應(yīng)用（2023YFD1901003-3）、安徽省重點(diǎn)研發(fā)與開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目：智能電驅(qū)氣力式小麥精量播種機(jī)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化（2023n06020046）等項(xiàng)目資助，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)為該研究第一作者單位和通訊作者單位。（文圖/李兆東 編輯/陳鑫誠(chéng) 預(yù)審/張國(guó)學(xué) 審核/夏曉昀）
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compag.2024.109241
