湿粘水稻土深松过程离散元分析
本文选题:深松 + 土壤扰动 ; 参考:《农业机械学报》2017年03期
【摘要】:湿粘水稻土的深耕松对作业机具设计与作业参数的要求不同于旱作制,为探究水稻土条件下土壤深松扰动过程及其内在相互作用机理,本文结合田间实测土壤物理参数,借助离散元EDEM软件,建立适用于粘性水稻土的深松耕作离散元模型。利用粘性水稻土模型对水稻土的机械深松耕作过程进行离散元模拟仿真,并结合田间试验结果对机具耕作阻力、土壤宏观扰动进行对比验证,进一步从仿真的角度揭示深松土壤扰动的微观过程、土壤失效破碎的微观机理。结果表明,该模型下深松耕作阻力平均误差为6.63%,土壤扰动的起垄宽度平均误差为4.39%,起垄高度平均误差为19.22%;DEM仿真对土壤的微观扰动过程分析进一步论证了宏观试验测试结果及假说的正确,并且能够从土颗粒接触力学层面表达土壤扰动的边界生成、土体内部破碎等过程;结合DEM仿真角度提出的反映土体破碎程度指标——断裂系数,与传统试验的指标参数碎土系数对比两者误差为3.46%,该指标更有利于对土壤破碎过程微观机理的表达。
[Abstract]:The requirements of deep tillage pine for wet clay paddy soil are different from those for dry farming. In order to explore the disturbance process and internal interaction mechanism of soil deep loosening under paddy soil conditions, the physical parameters of soil were measured in this paper. With the help of discrete element EDEM software, a discrete element model of deep loosening tillage for viscous paddy soil was established. The mechanical deep loosening tillage process of paddy soil was simulated by using viscous paddy soil model with discrete element simulation, and the results of field experiments were compared to verify the tillage resistance and macro disturbance of soil. Furthermore, the microscopic process of soil disturbance and the microscopic mechanism of soil failure and fragmentation are revealed from the point of view of simulation. The results show that Under this model, the average error of soil depth tillage resistance is 6.63, the average error of ridge width of soil disturbance is 4.39 and the average error of ridge height is 19.22m Dem simulation. The analysis of microscopic disturbance process of soil by Dem simulation further proves that the results of macroscopic test and hypothesis are correct. And it can express the boundary formation of soil disturbance and the process of soil internal breaking from the soil particle contact mechanics level, combined with the DEM simulation angle to reflect the soil fragmentation degree index-fracture coefficient, and so on. Compared with the traditional test, the error of the two parameters is 3.46, which is more favorable to the expression of the micro-mechanism of the soil fragmentation process.
【作者单位】: 南京农业大学工学院;扎林盖大学农业工程系;
【基金】:国家重点研发计划项目(2016YFD0300900) 农业部现代农业装备重点实验室开放课题项目(201601002) 江苏省农机基金项目(201-051028)
【分类号】:S222;S152.9
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,本文编号:1950425
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