鄒 翌， 郝向澤， 何瑞銀

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院，江蘇 南京 210031)

基于EDEM-Fluent耦合的氣流分配式排種器數(shù) 值 模 擬 與 試 驗(yàn)

鄒 翌， 郝向澤， 何瑞銀

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院，江蘇 南京 210031)

【目的】解決水稻機(jī)械直播速度慢、效率低的問(wèn)題?！痉椒ā坎捎脷饬鞣峙涫脚欧N器進(jìn)行水稻直播，優(yōu)化設(shè)計(jì)一種由R可調(diào)節(jié)的喇叭口式內(nèi)腔與α可變的分流密封蓋組成的α-R式氣流分配式排種器，利用EDEM-Fluent耦合模塊，對(duì)氣流分配排種過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬；并進(jìn)行排種性能臺(tái)架驗(yàn)證試驗(yàn)?！窘Y(jié)果】仿真結(jié)果顯示，α-R組合式分配器中水稻顆粒最高運(yùn)動(dòng)速度為5.416m·s-1，且旋渦滯種區(qū)域面積也低于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，水稻顆粒在分配器中排出順暢；R=180 mm、α=20°時(shí)，排種均勻性變異系數(shù)為24.56%，各行一致性變異系數(shù)為3.79%，總排量穩(wěn)定性變異系數(shù)為1.23%，3項(xiàng)指標(biāo)均為最優(yōu)。采用3D打印的分配器進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，結(jié)果顯示該排種器排種均勻性變異系數(shù)為29.17%～30.86%，各行一致性變異系數(shù)為4.13%～4.33%，總排量穩(wěn)定性變異系數(shù)為1.4%～1.7%，滿足水稻機(jī)械直播要求?！窘Y(jié)論】多次試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定，與仿真結(jié)果較為接近，說(shuō)明本次設(shè)計(jì)的氣流分配式排種器滿足要求，也表明利用EDEM-Fluent耦合模擬的正確性與可行性。

氣流分配； 排種器； 水稻；EDEM-Fluent； 模擬

我國(guó)水稻種植面積約占世界的20%，總產(chǎn)量占世界的34%，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，勞動(dòng)力成本的提高與水資源的缺乏，水稻直播越來(lái)越受到關(guān)注[1-3]。我國(guó)現(xiàn)有水稻以機(jī)械直播為主，作業(yè)速度一般為4～5 km·h-1，國(guó)外氣力式播種機(jī)作業(yè)速度普遍為8～15 km·h-1。氣流分配式播種具有工作效率高、節(jié)約成本、傷種率低、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，符合目前水稻直播機(jī)高速、寬幅作業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)[4-6]。李中華等[7]對(duì)氣流分配式排種器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并結(jié)合CFD模擬的方式對(duì)苜蓿種子進(jìn)行仿真。常金麗等[8]設(shè)計(jì)了一種2BQ-10型氣流一階集排式排種系統(tǒng)對(duì)小麥種子進(jìn)行了試驗(yàn)分析。沈景新[9]系統(tǒng)地設(shè)計(jì)了一種氣流一階集排式播種機(jī)，可滿足小麥的基本播種要求。Kumar等[10]對(duì)氣流分配器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析，提出了分配器要設(shè)計(jì)成流線型才會(huì)使氣流場(chǎng)分布達(dá)到最優(yōu)。德國(guó)的Accord氣流集排條播機(jī)氣流分配器雖然消除了渦流，但仍有滯留區(qū)和氣流收縮現(xiàn)象[11]。

EDEM-Fluent耦合仿真是目前解決氣固兩相流問(wèn)題的重要途徑，該方法的基本思路：通過(guò)Fluent求解流場(chǎng)，使用EDEM計(jì)算顆粒系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)受力情況，兩者以一定的模型進(jìn)行質(zhì)量、動(dòng)量和能量等的傳遞，實(shí)現(xiàn)耦合[12]。心男[13]、張強(qiáng)強(qiáng)[14]采用EDEM-Fluent耦合對(duì)氣固兩相流問(wèn)題進(jìn)行耦合仿真，均取得了理想的效果。但目前采用此方法對(duì)氣力式排種器進(jìn)行數(shù)值模擬的相關(guān)報(bào)道較少，因此開(kāi)展氣流分配排種過(guò)程數(shù)值模擬對(duì)氣力式排種器設(shè)計(jì)研究具有一定的指導(dǎo)意義。

1 排種器工作原理與關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

1.1 排種器工作原理

氣流分配式排種器如圖1所示，排種器主要由風(fēng)機(jī)、種子定量器、種箱、噴射器、氣流分配器等部分組成。工作時(shí)，種箱內(nèi)的種子經(jīng)過(guò)種子定量器，形成一股均勻的種子流進(jìn)入噴射器中，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生高速氣流進(jìn)入噴射器，高速氣流在噴射器下腔產(chǎn)生負(fù)壓，將種子吸入噴射器內(nèi)并與種子均勻混合，沿管道將種子向上輸送，在分配器的作用下完成分配工作，種子再沿排種管輸送至各行開(kāi)溝器，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一送種、一器多行排種[9,15]。

1：風(fēng)機(jī)； 2：種子定量器； 3：種箱； 4：噴射器； 5：氣流分配器。

Fig.1 Structural diagram of airflow distribution seed-metering device

1.2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

氣流分配器見(jiàn)圖2，分配器由排種管、導(dǎo)種管、密封上蓋、分配器殼體等部分組成。排種過(guò)程中，氣流流動(dòng)中管道截面突然擴(kuò)大，由于慣性流體規(guī)模不可能按照管道形狀突然擴(kuò)大，因此在管壁的拐角處形成旋渦，導(dǎo)致大量的機(jī)械能變成熱能而消散。另外，從小直徑管道流出的流體有較高的流速，必然要碰撞到大直徑管道中較低流速的流體，產(chǎn)生局部損失[16]。在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的氣流分配器基礎(chǔ)上，本文優(yōu)化了分配器殼體內(nèi)腔與密封蓋結(jié)構(gòu)形狀，設(shè)計(jì)了一種新式的氣流分配器。

1：排種管； 2：密封上蓋； 3：導(dǎo)種管； 4：分配器內(nèi)腔。

1.2.1 分配器殼體內(nèi)腔設(shè)計(jì) 局部損失系數(shù)變大、高速氣流形成的真空旋渦滯種現(xiàn)象，大大降低了分配器排種質(zhì)量。因此，設(shè)計(jì)分配器殼體內(nèi)腔應(yīng)著眼于最小化旋渦區(qū)的大小和強(qiáng)度，減少滯種現(xiàn)象的發(fā)生。對(duì)于減小這種變徑管道的局部阻力，通常采用漸擴(kuò)或者漸縮管道，本研究采用改變邊壁形狀的方式減小局部損失，把水平的導(dǎo)種管邊壁改成喇叭口式漸擴(kuò)管道(圖3)。

D1：分配器內(nèi)腔外徑；D2：排種管直徑；D3：導(dǎo)種管直徑；θ：喇叭口切角角度；R：邊壁圓弧直徑。

圖3 喇叭口式殼體內(nèi)腔
Fig.3 Shell lumen of the bell type distributor

喇叭口式管道的局部阻力系數(shù)(ζ)計(jì)算公式為：

設(shè)計(jì)分配器內(nèi)腔結(jié)構(gòu)時(shí)以減小局部阻力系數(shù)為原則，圖3為喇叭口式分配器內(nèi)腔，D1=140 mm，D2=26 mm，D3=50 mm，壁厚2.5 mm，邊壁圓弧直徑為R，通過(guò)調(diào)節(jié)R的大小改變圓弧形狀，改變排種器的結(jié)構(gòu)形狀，從而降低局部阻力系數(shù)。

1.2.2 分配器密封上蓋設(shè)計(jì) 根據(jù)流體力學(xué)知識(shí)，射流在通過(guò)管道撞向壁面時(shí)，壁面會(huì)給氣流一個(gè)反向的作用力，一部分氣流會(huì)沿著出口方向向外流動(dòng)，但是另外一部分沿著氣流的反方向回彈，與射流發(fā)生碰撞，形成真空域。因此，密封蓋應(yīng)避免氣流回彈產(chǎn)生的真空域，減少滯種情況。結(jié)合文獻(xiàn)[17]得出結(jié)論：分配器安裝分流圓錐比不安裝的變異系數(shù)要低2%左右，本研究設(shè)計(jì)了一種錐形分流式的密封蓋(圖4)，將氣流均勻分配至各排種管。外徑D4=140 mm，分流錐角為α。

D4：密封蓋外徑； α：分流錐角。

1.2.3 種子定量器 本研究設(shè)計(jì)的氣流分配式排種器屬于“一器多行”式排種，對(duì)種子定量器的播量需求較高，傳統(tǒng)的外槽輪排種器已經(jīng)不能滿足其需求。本研究選取了一種旋進(jìn)軸移式外槽輪種子定量器[18]，結(jié)構(gòu)如圖5所示。該種子定量器與傳統(tǒng)的外槽輪排種器種子定量器最大的區(qū)別在于排種量很大，而且可以通過(guò)螺紋狀的旋進(jìn)軸控制阻塞輪的位置，從而實(shí)現(xiàn)播量無(wú)極調(diào)節(jié)控制。

1：排種主軸； 2：軸套； 3：排種盒； 4：外槽輪； 5：旋進(jìn)軸； 6：彈簧； 7：旋進(jìn)器。

圖5 種子定量器結(jié)構(gòu)
Fig.5 Structure of the seed meter

2 排種性能數(shù)值模擬

傳統(tǒng)的CFD模擬和DEM模擬受其方法限制，無(wú)法準(zhǔn)確模擬氣流分配式排種器內(nèi)受力復(fù)雜情況下種子顆粒的運(yùn)動(dòng)情況，從而難以準(zhǔn)確模擬其工作過(guò)程。在EDEM-Fluent耦合模擬中，基于離散元的數(shù)值模擬可以準(zhǔn)確分析種子顆粒的力學(xué)行為，提供種子顆粒的實(shí)際位置和運(yùn)動(dòng)情況，從而得到更加豐富的模擬結(jié)果[13]。

2.1 Lagrangian耦合模型

本研究基于Fluent14.5與EDEM2.5軟件對(duì)氣流分配式排種器排種過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。由于水稻顆粒在分配器中所占體積分?jǐn)?shù)不足10%，因此仿真模型采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型非穩(wěn)態(tài)的Lagrangian耦合算法。Lagrangian耦合不僅能夠?qū)崿F(xiàn)氣固兩相之間的動(dòng)量、能量交換，還能計(jì)算離散相顆粒對(duì)連續(xù)相的影響[19]。

2.2 建立仿真模型

2.2.1 建模與劃分網(wǎng)格 考慮到整個(gè)氣流分配排種過(guò)程仿真的困難性，本研究?jī)H對(duì)核心工作部分進(jìn)行排種仿真。使用Solidworks軟件建立氣流分配器模型；然后使用ICEM14.5進(jìn)行混合網(wǎng)格劃分[20-21](圖6)，即在結(jié)構(gòu)復(fù)雜區(qū)域進(jìn)行非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分[22-24]，其他區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格數(shù)351～518，節(jié)點(diǎn)數(shù)為61～741。常規(guī)水稻種子外形整體呈橢球形，顆粒扁平，兩頭尖銳，長(zhǎng)寬高3軸平均尺寸為8.5 mm×2.7 mm×1.7 mm，根據(jù)EDEM2.4軟件說(shuō)明書(shū)基于球形顆粒物的計(jì)算原理，本研究采取球形顆粒堆積的方法對(duì)水稻種子進(jìn)行了建模(圖7)。

圖6 網(wǎng)格模型Fig.6 Mesh model

圖7 水稻模型Fig.7 Rice model

2.2.2 設(shè)置參數(shù)與邊界條件 水稻懸浮速度[25]為7.5 m·s-1；整體氣流輸送速度(va)主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定，一般物料的輸送風(fēng)速為懸浮速度的2.4～4.0倍，根據(jù)文獻(xiàn)[25]可知，水稻的氣流輸送速度為16～25 m·s-1，考慮到整個(gè)系統(tǒng)的密封性，本次試驗(yàn)選取氣流輸送速度va=25 m·s-1。

根據(jù)播種時(shí)一般田間環(huán)境，采用Velocity-inlet速度入口條件，入口風(fēng)速為25 m·s-1，方向垂直于入風(fēng)平面；排種出口設(shè)置為Outflow邊界條件；壁面采用靜止邊界條件；在EDEM中設(shè)置顆粒與顆粒、壁面之間均采用Hertz Mindlin(No Slip)碰撞模型；水稻泊松比為0.3，剪切模量為2.6×108MPa，密度為1 670kg·m-3；工程塑料泊松比為0.5，剪切模量為1×108MPa，密度為900kg·m-3；顆粒-顆粒、顆粒-壁面的接觸參數(shù)均采用默認(rèn)設(shè)置；Fluent軟件中時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置為2.5×10-3，保存頻率設(shè)置為20步，保存時(shí)間設(shè)置為0.1s；EDEM軟件中時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置為2.5×10-5，保存頻率設(shè)置為40步，保存時(shí)間設(shè)置為0.001s；顆粒大小設(shè)置為normal(正態(tài)分布)，顆粒生成位置為隨機(jī)分布；設(shè)置顆粒工廠為動(dòng)態(tài)生成顆粒，假設(shè)水稻畝播量為4kg[26]，前進(jìn)速度4km·h-1，12行機(jī)器幅寬為2.4m，將創(chuàng)建速率設(shè)為538粒·s-1。

2.2.3 耦合參數(shù)設(shè)置 耦合參數(shù)設(shè)置時(shí)，采用Lagrangian耦合；設(shè)置采樣點(diǎn)為10，為保證每次迭代計(jì)算的收斂性，設(shè)置動(dòng)量亞松弛、體積亞松弛因子為0.3，熱源亞松弛因子為0.7；耦合時(shí)，F(xiàn)luent與EDEM之間每個(gè)迭代步都會(huì)有大量數(shù)據(jù)信息經(jīng)由耦合模塊進(jìn)行交換[27]，為保證計(jì)算時(shí)的穩(wěn)定，EDEM時(shí)間步一般是瑞利時(shí)間步的10%～30%，兩者時(shí)間步長(zhǎng)和數(shù)據(jù)保存頻率也必須成整數(shù)匹配，總體仿真時(shí)間為5s。

2.2.4 仿真模型驗(yàn)證 為證明本研究設(shè)計(jì)的仿真模型合理可行，進(jìn)行網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證與時(shí)間步長(zhǎng)獨(dú)立性驗(yàn)證。網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證為逐步對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化直到網(wǎng)格步長(zhǎng)對(duì)計(jì)算結(jié)果沒(méi)有影響，圖8表示其他條件相同時(shí)，用6組不同網(wǎng)格尺寸模擬排種器3號(hào)出口固定點(diǎn)氣流速度值，得出結(jié)論：當(dāng)網(wǎng)格數(shù)量從35萬(wàn)變至200萬(wàn)時(shí)，隨著網(wǎng)格數(shù)增加，3號(hào)出口固定點(diǎn)流速值變化很小，說(shuō)明增加網(wǎng)格數(shù)量對(duì)計(jì)算結(jié)果影響很小，可認(rèn)為35萬(wàn)網(wǎng)格已滿足仿真要求。

2.3 數(shù)值模擬方案

試驗(yàn)參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 25418—2010[28]，選取排種均勻性、各行排種一致性、總排量穩(wěn)定性3個(gè)指標(biāo)對(duì)本次設(shè)計(jì)的氣流分配式排種器進(jìn)行性能試驗(yàn)。

圖8 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證結(jié)果 Fig.8 Result of grid-independent verification

分配器設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)了一種R可調(diào)的喇叭口式內(nèi)腔與一種α可變的錐形分流密封蓋進(jìn)行組合。以10°為間隔選取α∈[10°,50°]；以50mm為間隔選取R∈[30,330]。通過(guò)組合不同尺寸的內(nèi)腔與密封蓋進(jìn)行分配器排種性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示α∈{20°,30°}、R∈{80,130,180}時(shí)，排種均勻性變異系數(shù)介于[24.56%～32.14%]之間，各行排量一致性變異系數(shù)介于[3.79%～4.98%]之間，滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，并以此結(jié)果為技術(shù)安排了試驗(yàn)因素水平(表1)，以確定最優(yōu)的分配器結(jié)構(gòu)參數(shù)。

表1 試驗(yàn)因素水平Tab.1 Factors and levels of experiment

3 數(shù)值模擬結(jié)果分析

圖9為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)與α-R結(jié)構(gòu)的分配器在仿真時(shí)間內(nèi)的氣固合速度分布圖。觀察氣固合速度分布圖可知，2種結(jié)構(gòu)的分配器中水稻顆粒最低運(yùn)動(dòng)速度一致，均為4.885×10-3m·s- 1；在α-R結(jié)構(gòu)分配器中最高速度為5.416m·s-1，且每一階色帶速度均高于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)分配器，表明水稻顆粒在α-R結(jié)構(gòu)的分配器中獲得的加速效果更明顯；對(duì)比圖9a與9b，圖9b中α-R結(jié)構(gòu)分配器內(nèi)水稻顆粒運(yùn)動(dòng)空間較大，且藍(lán)色負(fù)壓帶區(qū)域小于前者，意味著分配器內(nèi)滯種區(qū)域明顯減小，顆粒排出順暢。

圖9 不同結(jié)構(gòu)分配器中氣固合速度分布圖Fig.9 Air-solid velocity distribution in distributors of different structures

在仿真的5 s內(nèi)，隨機(jī)抽取行為檢測(cè)行，計(jì)算其在仿真時(shí)間內(nèi)的排種均勻性變異系數(shù)和各行排量一致性變異系數(shù)和總排量穩(wěn)定性變異系數(shù)。表2為試驗(yàn)結(jié)果，表3為結(jié)果分析，從表3中可知影響排種均勻性、排量一致性、總排量穩(wěn)定性的主次因素均為：邊壁直徑(R)>密封錐角(α)。對(duì)于排種均勻性的最優(yōu)方案為A1B3；對(duì)于各行排種一致性的最優(yōu)方案也為A1B3，且因素B的k3

表2 仿真試驗(yàn)結(jié)果Tab.2 Results of simulation experiment

表3 仿真結(jié)果分析Tab.3 Analysis of simulation results

4 驗(yàn)證試驗(yàn)

在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院自行研制的排種性能試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行排種性能驗(yàn)證試驗(yàn)。試驗(yàn)材料為：PLA材料3D打印的α-R結(jié)構(gòu)氣流分配器；淮稻5號(hào)水稻種子；富力HG250型漩渦氣泵，最大風(fēng)量為60m3·h-1；TD8901風(fēng)速儀；壓力表等。調(diào)節(jié)傳送帶前進(jìn)速度分別為5、6、7km·h-1，以此模擬不同大田播種速度；調(diào)節(jié)入口風(fēng)速至25m·s-1。對(duì)本次設(shè)計(jì)的密封錐角α=20°、邊壁直徑R=180 mm的氣流分配排種器，進(jìn)行10 s的排種試驗(yàn)。測(cè)定項(xiàng)目為：排種均勻性變異系數(shù)、各行排量一致性變異系數(shù)、總排量穩(wěn)定性變異系數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果(表4)顯示，3種不同傳送帶速度條件下，各項(xiàng)性能指標(biāo)比較穩(wěn)定，排種均勻性變異系數(shù)介于29.17%～30.86%之間；各行排種一致性變異系數(shù)介于4.13%～4.33%之間；總排量一致性變異系數(shù)介于1.40%～1.70%之間，3指標(biāo)均略高于仿真結(jié)果，原因是試驗(yàn)過(guò)程中存在著氣流密封性能方面的缺陷，影響了分配器內(nèi)部氣流分布效果，在以后的臺(tái)架試驗(yàn)或者大田試驗(yàn)中需要加強(qiáng)整個(gè)排種系統(tǒng)的密封性能。但3指標(biāo)均滿足了國(guó)標(biāo)要求，說(shuō)明該排種器滿足了水稻直播要求，且利用EDEM-Fluent耦合軟件對(duì)其進(jìn)行仿真是可行的。

表4 臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果Tab.4 Bench test results

5 結(jié)論

本研究設(shè)計(jì)了一種由邊壁直徑(R)可調(diào)節(jié)的喇叭口式內(nèi)腔與密封錐角(α)可變的分流密封蓋組成的α-R式氣流分配式排種器，采用EDEM-Fluent耦合軟件對(duì)排種過(guò)程進(jìn)行仿真分析，并進(jìn)行了臺(tái)架驗(yàn)證試驗(yàn)。

數(shù)值模擬得出水稻顆粒運(yùn)動(dòng)情況與分配器內(nèi)部氣流分布情況，α-R結(jié)構(gòu)的氣流分配器中的旋渦滯種區(qū)域明顯低于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)；影響排種均勻性、各行排量一致性、總排量穩(wěn)定性的主次因素均為：R>α，確定了α=20°、R=180 mm時(shí)，分配器內(nèi)部的旋渦滯種區(qū)域明顯降低，排種性能最優(yōu)，排種均勻性變異系數(shù)為24.56%，各行一致性變異系數(shù)為3.79%，總排量穩(wěn)定性變異系數(shù)為1.23%，且α相同，R增大時(shí)各項(xiàng)性能指標(biāo)呈變優(yōu)趨勢(shì)。

臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果表明：3種不同傳送帶前進(jìn)速度條件下，試驗(yàn)結(jié)果較為穩(wěn)定，排種均勻性變異系數(shù)為29.17%～30.86%，各行一致性變異系數(shù)為4.13%～4.33%，總排量穩(wěn)定性變異系數(shù)為1.40%～1.70%。滿足水稻機(jī)械化直播要求，表明利用EDEM-Fluent耦合仿真具有一定可行性。

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【責(zé)任編輯 莊 延】

Numerical simulation and experiment of air distribution seed-metering device based on coupled EDEM-Fluent

ZOU Yi, HAO Xiangze, HE Ruiyin

(College of Engineering, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210031, China)

【Objective】 To solve the problems of slow speed and inefficiency in mechanical seeding of rice.【Method】Rice was directly seeded using the air distribution seed-metering device. Anα-Rairdistributionseed-meteringdevicewasdesignedandoptimized.ItconsistedabelltypelumenwithadjustableRand a shunt seal cap with adjustableα. Numerical simulations of air distribution and metering process were performed by using EDEM-Fluent coupling module, and the bench test on seeding performance was carried out. 【Result】The simulation results showed that the highest velocity of rice particles in the combinedα-Rdistributorwas5.416m·s-1.Theareaofvortexstagnationwassmallerthanthatofthetraditionalstructure.Riceparticlesweredischargedsmoothlyfromthedispenser.WhenR=180 mm andα=20°,thevariationcoefficientofuniformitywas24.56%,thevariationcoefficientofconsistencyamongrowswas3.79%,thevariationcoefficientoftotaldisplacementstabilitywas1.23%,andthethreeindicatorswerealltheoptimumvalues.Benchtestwascarriedoutusingdistributorsprintedby3Dprinterandtheresultsshowedthatthevariationcoefficientofuniformityfortheseed-meteringdevicewas29.17%-30.86%,thevariationcoefficientofconsistencyamongrowswas4.13%-4.33%andthevariationcoefficientoftotaldisplacementstabilitywas1.4%-1.7%,whichmettherequirementsofmechanicalseedingofrice.【Conclusion】Theresultsfrommultipletestsarestableandclosetothesimulationresults.Thedesignedairdistributionseed-meteringdevicecanmeetpracticalrequirements,suggestingthatusingtheEDEM-Fluentcouplingsimulationiscorrectandfeasible.

air distribution; seed-metering device; rice; EDEM-Fluent; simulation

2016- 09- 20 優(yōu)先出版時(shí)間：2017- 06-22

鄒 翌(1991—)，男，碩士研究生，E-mail：zou_wudi@sina.com；通信作者：何瑞銀(1964—)，男，教授，博士，E-mail：ryhe@njau.edu.cn

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201203059)；蘇北科技專項(xiàng)(BN2015042)

S223.2

A

1001- 411X(2017)04- 0110- 07

優(yōu)先出版網(wǎng)址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/44.1110.s.20170622.1010.012.html

鄒 翌， 郝向澤， 何瑞銀.基于EDEM-Fluent耦合的氣流分配式排種器數(shù)值模擬與試驗(yàn)[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017,38(4):110- 116.