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基于水热效应数值模拟的旱地玉米全膜双垄沟农艺优化

发布时间:2021-05-09 04:29
  为研究旱地玉米全膜双垄沟垄体结构对其水热效应的影响程度,采用数值模拟方法对垄体结构和保温保水性能之间的关系进行研究。参考现有的全膜双垄沟种床构建农艺要求建立4种垄体模型,分别为T1、T2、T3和T4模型,对其雨水入渗和热平衡过程进行数值模拟,结合模拟结果对玉米全膜双垄沟垄体结构和相应的配套机具进行了优化。入渗模拟结果表明:在相同降雨边界条件下T2模型垄沟内土壤平均含水率最高(含水率为18.0%),其次为T4模型(16.9%)。热平衡模拟结果表明:在相同的温度边界条件下T4模型垄沟内土壤平均温度最高(温度值为23.5℃),T2模型最低(22.8℃),兼顾保温性和保水性2个因素,T4模型为最优模型。在T4模型的基础上对现有的全膜双垄沟垄体结构进行优化,优化后的垄体呈拱型结构,大垄拱顶弧半径为4820cm,大垄宽7020cm,垄高1520cm;小垄拱顶弧半径为2220cm,小垄宽4020cm,垄高2020cm;垄沟为梯形结构,沟底宽8~1020cm,沟底与大垄宽度比约1∶7,与小垄宽度比约1∶4。同时配套的起垄铺膜机具需要安装垄体整形装置,其形状和结构要与优化后的垄体相匹配,配套的直插式穴播... 

【文章来源】:中国农业大学学报. 2020,25(01)北大核心CSCD

【文章页数】:10 页

【文章目录】:
1 模型与方法
    1.1 垄体模型
    1.2 计算模型与方法
2 模拟过程与结果分析
    2.1 雨水入渗模拟
        2.1.1 前处理及其边界条件
        2.1.2 垄体内渗流速度分布
        2.1.3 垄沟内雨水渗流速度变化
        2.1.4 垄体含水率分布
        2.1.5 垄沟含水率变化
    2.2 热平衡模拟
        2.2.1 前处理及其边界条件
        2.2.2 垄体土壤温度分布
        2.2.3 垄沟内温度变化
        2.2.4 垄体土壤热通量分布
        2.2.5 垄沟内热通量变化
3 优化方案
    1)垄体结构优化。
    2)配套起垄铺膜机具的优化。
    3)配套播种机具的优化。
4 结 论


【参考文献】:
期刊论文
[1]基于HYDRUS-1D的不同质地土壤入渗过程数值模拟[J]. 刘彬彬,刘尧兵,张科锋.  干旱地区农业研究. 2018(04)
[2]全膜双垄沟播玉米穗茎兼收对行联合收获机的研制[J]. 辛尚龙,赵武云,戴飞,石林榕,马明义,赵新平.  农业工程学报. 2018(04)
[3]基于ANSYS的浅层土壤温度场特征模拟分析[J]. 于洋,谭峰,廉琦,韩国鑫,辛元明,张乃夫.  安徽农业科学. 2017(35)
[4]基于Abaqus的缺口圆盘刀开沟作业有限元仿真及分析[J]. 齐鹏,高富强,邱立春.  农机化研究. 2016(09)
[5]一种新型梯形垄整形器的设计[J]. 王保爱,张琴,孙伟.  中国农机化学报. 2016(08)
[6]圆盘式开沟机作业功耗仿真分析及试验验证[J]. 康建明,李树君,杨学军,刘立晶,李长荣.  农业工程学报. 2016(13)
[7]非饱和成层土一维降雨入渗水力耦合分析[J]. 刘果果,吴礼舟.  水电能源科学. 2015(07)
[8]半干旱区全膜双垄沟播玉米栽培技术规程[J]. 安治中,王伟.  内蒙古农业科技. 2014(06)
[9]基于ABAQUS对岩土切削的数值模拟分析[J]. 王明,李国义.  机械研究与应用. 2014(02)
[10]垄沟种植模式对玉米生长及产量的影响[J]. 张婷,吴普特,赵西宁,张凤云,王自奎.  干旱地区农业研究. 2013(01)



本文编号:3176626

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