基于DEM-CFD耦合的气吸式玉米精密排种器工作过程仿真分析
发布时间：2020-12-13 19:28
本文以一种气吸式精密排种器和玉米种子为研究对象,将玉米种子按照其形状特征的不同划分成不同种类,并采用颗粒替换的方式建立了玉米种子的球颗粒黏结模型,作为耦合仿真分析的模型。采用EDEM软件与FLUENT软件耦合的方式对排种器的工作过程进行仿真分析,并与台架试验进行对比分析,以验证仿真试验的有效性。本文的主要工作和结论如下。(1)选取了六种不同品种的玉米种子为研究对象,分别测定了其含水率、密度等物理力学参数。分析了不同品种的玉米种子形状尺寸的差异,并按照其不同的形状特征划分成不同种类。从六个品种中选取两个品种为研究对象,通过三维激光扫描仪扫描出其几何轮廓,并采用球颗粒黏结方式对其进行填充,最后通过颗粒替换方式替换得到玉米种子的仿真分析模型。(2)以实验室所有的一台JPS排种器性能试验台为试验设备,对该排种器进行了台架试验,以研究不同条件下排种器的排种性能。分别对平安134和郑单958玉米种子进行了转速和真空度的单因素试验以及正交试验,得到了最佳工作参数,并在此参数基础上对其余四个品种的玉米种子进行了台架试验,用以比较该气吸式排种器在相同条件下对不同玉米品种间的排种性能差异。(3)通过GAM...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 玉米精密排种器工作原理和研究现状
1.2.1 玉米精密排种器的分类及工作原理
1.2.2 气力式精密排种器国内外研究现状
1.3 本文的主要工作
第2章 玉米种子的分类及建模
2.1 引言
2.2 玉米种子的物理力学性质测试
2.2.1 玉米种子含水率的测试
2.2.2 玉米种子密度的测试
2.3 玉米种子形状及尺寸分析
2.3.1 玉米种子三轴尺寸的测试
2.3.2 玉米种子的分类处理
2.3.3 分类总结
2.4 玉米种子的建模
2.4.1 玉米种子的建模方法
2.4.2 玉米种子三维几何模型的建立
2.4.3 玉米种子仿真模型的建立
2.5 本章小结
第3章 气吸式玉米排种器试验研究
3.1 引言
3.2 排种器性能试验台
3.2.1 JPS排种器性能试验台
3.2.2 试验参数的标定
3.2.3 试验判断指标与标准
3.3 单因素下试验结果分析
3.3.1 不同转速下试验结果分析
3.3.2 不同真空度下试验结果分析
3.4 正交试验分析
3.4.1 正交试验方案设计
3.4.2 平安134正交试验结果分析
3.4.3 郑单958正交试验结果分析
3.4.4 不同品种玉米正交试验总结
3.5 其余四个品种台架试验
3.6 本章小结
第4章 基于DEM与CFD耦合的仿真分析
4.1 引言
4.2 仿真分析方法及软件介绍
4.2.1 计算流体力学及Fluent软件介绍
4.2.2 离散元法及EDEM软件介绍
4.2.3 基于EDEM-Fluent耦合的仿真分析方法介绍
4.3 仿真分析模型的建立
4.3.1 气吸式排种器三维几何模型的建立
4.3.2 模型的简化
4.3.3 GAMBIT网格划分
4.4 Fluent分析排种器内部流场
4.4.1 流动参数的判断
4.4.2 Fluent中的参数设定
4.4.3 不同真空度时流场的变化
4.4.4 不同转速时流场的变化
4.4.5 不同型孔数量时流场的变化
4.5 EDEM中玉米种子模型参数标定
4.5.1 玉米种子的物理力学参数
4.5.2 碰撞恢复系数的标定
4.5.3 摩擦系数的标定
4.5.4 种子间接触参数的标定
4.6 EDEM与Fluent耦合仿真分析
4.6.1 耦合相关设置
4.6.2 仿真结果分析
4.7 本章小结
第5章 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 工作展望
参考文献
导师及作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]气吸式玉米精密排种器排种性能试验研究[J]. 崔红梅,陈福德,杜文亮. 农机化研究. 2014(03)
[2]玉米机械化定向播种技术的现状和发展趋势[J]. 侯彦龙,徐丽明,陈莉明. 农机化研究. 2012(02)
[3]玉米精密播种机械发展现状[J]. 冯晓静,杨欣,桑永英,李建平,刘洪杰,周剑. 江苏农业科学. 2010(04)
[4]国外气力式精密播种机技术现状及发展趋势[J]. 许剑平,谢宇峰,陈宝昌. 农机化研究. 2008(12)
[5]循环流化床流动数学模型综述[J]. 赵卫东,何屏,徐远纲,覃勇付,郭鹏. 云南化工. 2005(05)
[6]离散元法及其在农业机械工作部件研究与设计中的应用[J]. 于建群,付宏,李红,申燕芳. 农业工程学报. 2005(05)
[7]机车牵引电机冷却风道空气流场的分析[J]. 王惠玉,芮斌,焦立新. 内燃机车. 2003(05)
[8]几种典型精密排种器的对比分析[J]. 崔清亮,秦刚,王明富. 山西农业大学学报(自然科学版). 2003(01)
[9]浅析气力式精密播种机的发展及研究现状[J]. 霍文国,肖继军,吕钊钦. 山东农机. 2003(03)
[10]浅析播种机械的现状与发展趋势[J]. 孙齐磊,孙立涛,张晓辉. 中国农机化. 2002(05)
博士论文
[1]气压组合孔式玉米精量排种器设计与试验研究[D]. 史嵩.中国农业大学 2015
[2]组合内窝孔玉米精密排种器优化设计新方法研究[D]. 颜辉.吉林大学 2012
[3]气吸振动式精密排种器理论及试验研究[D]. 赵湛.江苏大学 2009
[4]内循环流化床气固流动数值模拟与试验研究[D]. 田凤国.上海交通大学 2007
[5]气吸式水稻芽种直播排种器的理论及试验研究[D]. 袁月明.吉林大学 2005
硕士论文
[1]组合玉米和组合超球颗粒模型的三维离散元法算法研究[D]. 郭敬山.吉林大学 2010
[2]基于离散元法的玉米排种器的数字化设计方法研究[D]. 杨明芳.吉林大学 2009
[3]玉米精播机圆管式气吸排种装置试验研究[D]. 孙松涛.河北农业大学 2008
[4]数据融合在种子含水率测量中的研究[D]. 张小璐.上海交通大学 2007
[5]气吸滚筒式精密排种器的结构优化及试验研究[D]. 王希强.江苏大学 2007
本文编号：2915056
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 玉米精密排种器工作原理和研究现状
1.2.1 玉米精密排种器的分类及工作原理
1.2.2 气力式精密排种器国内外研究现状
1.3 本文的主要工作
第2章 玉米种子的分类及建模
2.1 引言
2.2 玉米种子的物理力学性质测试
2.2.1 玉米种子含水率的测试
2.2.2 玉米种子密度的测试
2.3 玉米种子形状及尺寸分析
2.3.1 玉米种子三轴尺寸的测试
2.3.2 玉米种子的分类处理
2.3.3 分类总结
2.4 玉米种子的建模
2.4.1 玉米种子的建模方法
2.4.2 玉米种子三维几何模型的建立
2.4.3 玉米种子仿真模型的建立
2.5 本章小结
第3章 气吸式玉米排种器试验研究
3.1 引言
3.2 排种器性能试验台
3.2.1 JPS排种器性能试验台
3.2.2 试验参数的标定
3.2.3 试验判断指标与标准
3.3 单因素下试验结果分析
3.3.1 不同转速下试验结果分析
3.3.2 不同真空度下试验结果分析
3.4 正交试验分析
3.4.1 正交试验方案设计
3.4.2 平安134正交试验结果分析
3.4.3 郑单958正交试验结果分析
3.4.4 不同品种玉米正交试验总结
3.5 其余四个品种台架试验
3.6 本章小结
第4章 基于DEM与CFD耦合的仿真分析
4.1 引言
4.2 仿真分析方法及软件介绍
4.2.1 计算流体力学及Fluent软件介绍
4.2.2 离散元法及EDEM软件介绍
4.2.3 基于EDEM-Fluent耦合的仿真分析方法介绍
4.3 仿真分析模型的建立
4.3.1 气吸式排种器三维几何模型的建立
4.3.2 模型的简化
4.3.3 GAMBIT网格划分
4.4 Fluent分析排种器内部流场
4.4.1 流动参数的判断
4.4.2 Fluent中的参数设定
4.4.3 不同真空度时流场的变化
4.4.4 不同转速时流场的变化
4.4.5 不同型孔数量时流场的变化
4.5 EDEM中玉米种子模型参数标定
4.5.1 玉米种子的物理力学参数
4.5.2 碰撞恢复系数的标定
4.5.3 摩擦系数的标定
4.5.4 种子间接触参数的标定
4.6 EDEM与Fluent耦合仿真分析
4.6.1 耦合相关设置
4.6.2 仿真结果分析
4.7 本章小结
第5章 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 工作展望
参考文献
导师及作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]气吸式玉米精密排种器排种性能试验研究[J]. 崔红梅,陈福德,杜文亮. 农机化研究. 2014(03)
[2]玉米机械化定向播种技术的现状和发展趋势[J]. 侯彦龙,徐丽明,陈莉明. 农机化研究. 2012(02)
[3]玉米精密播种机械发展现状[J]. 冯晓静,杨欣,桑永英,李建平,刘洪杰,周剑. 江苏农业科学. 2010(04)
[4]国外气力式精密播种机技术现状及发展趋势[J]. 许剑平,谢宇峰,陈宝昌. 农机化研究. 2008(12)
[5]循环流化床流动数学模型综述[J]. 赵卫东,何屏,徐远纲,覃勇付,郭鹏. 云南化工. 2005(05)
[6]离散元法及其在农业机械工作部件研究与设计中的应用[J]. 于建群,付宏,李红,申燕芳. 农业工程学报. 2005(05)
[7]机车牵引电机冷却风道空气流场的分析[J]. 王惠玉,芮斌,焦立新. 内燃机车. 2003(05)
[8]几种典型精密排种器的对比分析[J]. 崔清亮,秦刚,王明富. 山西农业大学学报(自然科学版). 2003(01)
[9]浅析气力式精密播种机的发展及研究现状[J]. 霍文国,肖继军,吕钊钦. 山东农机. 2003(03)
[10]浅析播种机械的现状与发展趋势[J]. 孙齐磊,孙立涛,张晓辉. 中国农机化. 2002(05)
博士论文
[1]气压组合孔式玉米精量排种器设计与试验研究[D]. 史嵩.中国农业大学 2015
[2]组合内窝孔玉米精密排种器优化设计新方法研究[D]. 颜辉.吉林大学 2012
[3]气吸振动式精密排种器理论及试验研究[D]. 赵湛.江苏大学 2009
[4]内循环流化床气固流动数值模拟与试验研究[D]. 田凤国.上海交通大学 2007
[5]气吸式水稻芽种直播排种器的理论及试验研究[D]. 袁月明.吉林大学 2005
硕士论文
[1]组合玉米和组合超球颗粒模型的三维离散元法算法研究[D]. 郭敬山.吉林大学 2010
[2]基于离散元法的玉米排种器的数字化设计方法研究[D]. 杨明芳.吉林大学 2009
[3]玉米精播机圆管式气吸排种装置试验研究[D]. 孙松涛.河北农业大学 2008
[4]数据融合在种子含水率测量中的研究[D]. 张小璐.上海交通大学 2007
[5]气吸滚筒式精密排种器的结构优化及试验研究[D]. 王希强.江苏大学 2007
本文编号：2915056
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/2915056.html
