基于CFD-DEM的排种器仿真及参数优化

对于蔬菜种植而言,提高机械化播种的精度是关键的突破口,能够起到节本增效的作用.为提高排种器的排种性能,采用计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合仿真技术对排种器的试验因素进行性能仿真.同时,分析种子在不同吸嘴结构和作业参数下的运动特性.为探究最佳的参数组合,利用中心复合设计(CCD)试验方案去探究吸嘴锥角、种盘角速度以及负压对排种合格率和漏播率这两个试验指标的影响.仿真试验结果的方差分析表明:负压对合格率和漏播率的影响最大,吸嘴锥角和种盘角速度的影响次之.随后,通过建立参数化数学模型确定参数优化区域.参数优化结果表明:在锥角为50.,负压在4.87～5.64 kPa以及角速度在1.67～1.95 rad/s范围内,排种合格率大于95％,漏播率小于2.5％.通过台架验证试验得出的结果与优化结果基本一致,表明优化结果合理可信.本文的仿真和参数优化结果可为今后排种器的研制提供参考.