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[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
宫元娟 王大龙 白雪卫 邱硕
为建立玉米秸秆散粒体成型离散元模型,以不同压缩参数进行成型试验,利用离散元仿真软件基于内置Burgers模型对压缩过程建立仿真模型,并利用控制变量法针对模型参数设计了5组对照试验,分析颗粒模型微观参数对模型宏观力学行为影响规律。仿真试验结果表明:Maxwell体弹性系数增大时,加载至目标载荷所需位移增加,仿真结束时残余应力增加;Maxwell体黏性系数增大时,加载结束后残余应力增加。Kelvin体弹性系数增大时加载至目标载荷所需的位移减小,仿真结束时残余应力减少。Kelvin体黏性系数增大时加载结束时应力突降值增大,但仿真结束时残余应力减小。摩擦系数主要影响加载至目标载荷所需位移,摩擦系数越大,加载至目标载荷位移越小。依此规律,通过调试微观参数,确定适用于描述样品玉米秸秆散粒体物料的仿真模型参数:Maxwell体弹性系数Em为1.75×105N·m-1,黏性系数ηm为2.6×107N·s·m-1;Kelvin体弹性系数Ek为1.8×104N·m-1,黏性系数ηk为0.7×104N·s·m-1,摩擦系数f为0.5。该参数下仿真模型压缩过程力学曲线与实验室物料压缩试验所得力学曲线吻合;物料填充阶段,力链强度受物料自重影响,载荷开始施加后,强力链主要集中于加载面附近,当施加应力达到0.92MPa时,强力链在成型腔内趋于均匀分布。压缩结束后力链分布特征与实验室物料压缩样品特征吻合,证明了所建立的仿真模型的合理性及模型参数确定方法的可行性,为后续生物质物料成型研究提供了参考。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
刘东 刘子昕 王琦 李晓旭 闫承琳
【目的】建立竹粉颗粒材料的离散元模型并标定其相关接触参数。【方法】基于毛竹Phyllostachys edulis粉末物理堆积角实验结果，采用离散元法(DEM)模拟仿真和实验设计(DOE)相结合的方法，通过Plackett-Burman (P-BD)实验、爬坡实验和响应面实验获得竹粉堆积角和仿真参数之间的二次多项式回归模型，以物理堆积角为目标值预测得到接触参数的最优组合。【结果】实测竹粉物理堆积角为49.29°；P-BD实验结果表明了竹粉-竹粉滚动摩擦系数、竹粉-竹粉恢复系数和竹粉-不锈钢板静摩擦系数对堆积角影响显著(P<0.05)；响应面实验结果进一步证实了P-BD实验的结果，同时表明竹粉-竹粉滚动摩擦系数自身交互作用、竹粉-竹粉滚动摩擦系数和竹粉-竹粉恢复系数的交互作用对堆积角有显著影响(P<0.05)；最优因素组合为竹粉-竹粉恢复系数0.44，竹粉-竹粉滚动摩擦系数0.22，竹粉-不锈钢板静摩擦系数0.45。【结论】本研究在41.20°～55.27°堆积角范围内建立的竹粉颗粒堆积角定量模拟标定与预测平台具有较高的可靠性，DEM标定方法可为后续建立评估生物质颗粒运动行为及其与设备相互作用的材料模型提供参考。图5表6参27
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
陶志影 孙家伟 韩志恒 刘橙 张林 叶鼎承 何金成
为了得到异位发酵床垫料颗粒精准的离散元模型接触参数,以谷壳作为发酵床垫料,对谷壳部分物理参数及其物理力学特性进行测定分析,利用离散元仿真软件进行谷壳堆积角的模拟试验。选用Hertz-Mindlin (no slip)模型作为颗粒之间的接触模型,以堆积角作为评价指标,选取谷壳间的静摩擦系数、谷壳间的滚动摩擦系数及谷壳的剪切模量3个因素,通过单因素试验与三因素三水平正交试验相结合对垫料谷壳颗粒离散元模型参数进行筛选,得到对谷壳堆积角有显著影响的参数,从而来找出最佳参数组合,使得模拟试验中颗粒的堆积角与现实中颗粒的自然堆积角一样,从而建立准确的离散元仿真模型。结果表明:颗粒堆积角影响比较明显的参数有静摩擦系数、滚动摩擦系数和剪切模量3个参数,且静摩擦系数影响最大。剪切模量为3.75e+8Pa,静摩擦系数为0.41,滚动摩擦系数为0.15时,模拟试验的堆积角值与实际谷壳颗粒的堆积角值最为接近。说明试验标定的参数精准,可以为颗粒床离散元仿真建模基本参数的标定提供理论依据,并为翻抛刀具的设计提供研究基础。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
万里鹏程 李永磊 苏辰 赵虎 董向前 宋建农 王继承
采用EEPA(Edinburgh elssto-plastic adhesion)接触模型模拟土壤耕作特性,探究颗粒球型对土壤离散元模型仿真精度及计算效率的影响。测定了室内土槽土壤的静态堆积角、轴向压力、耕作阻力、耕作堆积角等土壤特性参数,确定并优化了单球土槽土壤离散元模型仿真参数。建立土槽土壤-挖掘犁铲离散元耦合仿真模型并进行仿真参数验证,耕作阻力模拟值与实测值误差为1.70%。以13mm为等效粒径确定了单球、双球、三球、四球等4种土壤颗粒的外形尺寸,采用单球、单球变粒径、双球、三球、四球、多球混合等填充方式建立了6种虚拟土槽,以耕作阻力、耕作堆积角、仿真时间为试验指标开展挖掘犁铲耕作过程仿真试验。试验结果表明:6种虚拟土槽的耕作阻力模拟值与实测值相对误差均小于8%,能够满足耕作阻力模拟要求;耕作堆积角模拟值与实测值相对误差为2.32%～20.32%,单球变粒径、四球、多球混合等虚拟土槽耕作堆积角相对误差均小于10%;单球土槽挖掘犁铲耕作仿真时间约为80.44min,受土壤颗粒填充数量、接触关系及颗粒球型等因素影响,其他填充条件下仿真时间均有显著增加。综合考虑仿真精度及计算效率,土壤耕作阻力模拟时虚拟土槽宜采用单球颗粒填充方式,耕作堆积角模拟时虚拟土槽宜采用四球或多球混合填充方式建立。该研究为土壤-机具互作离散元仿真的建模,EEPA接触模型的参数选择,颗粒球型及填充方法的确定提供了依据和参考。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
余莲英 周丹洋 徐春晖 徐泳
为经济便捷地测定微量液桥力与球颗粒间距的关系,提出基于微量天平的手动与连续测试的方法,能实现两球位置精确移动和间隙调整,观察并记录液桥从拉伸直至断裂的形态和液桥力变化,采用连续测量方式还可自动实现液桥力数值的连续输出。对等径球和异径球液桥力的测试记录与不同公式计算结果的比较表明,手动和连续测试方法具有较高测试精度且经济适用,可用于对不同液桥力公式的精度进行评估;对异径球液桥力的测试与不同公式结果的比较还表明,静态液桥力近似公式简洁明确精度较好,可供选用。
关键词：
土壤动力学 颗粒 离散元 液桥力 测试
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
原建博 李骅 吴崇友 齐新丹 施新新 李超
[目的]离散单元法(discrete element method,DEM)主要用于离散颗粒物料研究领域,非规则形状颗粒建模耗费大量时间,且模型精度对颗粒间的动力学响应特性有较大影响,故本文采用离散单元法研究水稻籽粒快速颗粒建模方法,旨在提高非规则形状颗粒建模效率及精度。[方法]以‘中早39号’早稻籽粒为研究对象,通过非接触式3D激光扫描法重构籽粒3D模型;采用手动填充颗粒建模方法,设置球体坐标、接触半径及物理半径使填充颗粒模型三轴尺寸及体积接近实际籽粒;采用自动填充颗粒建模方法,对籽粒3D模型划分网格及获取网格单元坐标信息,然后通过工程离散单元法(engineering discrete element method,EDEM)中的应用程序编程接口(API)实现多球快速聚合颗粒建模;通过高斯拟合法对自动填充颗粒建模中的填充参数进行优化分析,并通过籽粒自然堆积角仿真与试验对比验证模型精度。[结果]重构籽粒3D模型与实际籽粒对比尺寸误差均在5%以内;手动填充颗粒模型填充球数164个,耗时约25 h,尺寸误差均在5%以上;自动填充颗粒模型填充球数203个,球体物理半径为1.2 mm时颗粒模型最优,耗时约1 h,尺寸误差除厚度外均在5%以下;自动填充颗粒自然堆积角仿真结果与试验结果误差为0.76%。[结论]基于EDEM中API自动填充颗粒建模方法具有高效、精确等优点,为非规则形状颗粒物料的离散单元法研究提供了一种有效的颗粒建模方法。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王久涛 田丽丽 杨鸣琦
【目的】观察八正散(bazheng powder,BZP)和枸橼酸氢钾钠颗粒(potassium sodium hydrogen citrate,PSHC)单独或联合用药对三聚氰胺中毒小鼠模型的治疗效果,为三聚氰胺中毒的临床治疗提供参考。【方法】以1 500mg/kg三聚氰胺连续15或30d对小鼠灌胃0.4mL/(只.d),构建小鼠三聚氰胺中毒模型,然后将其分成生理盐水对照组和药物治疗组,用质量浓度为1.12,0.56,0.28g/mL的BZP和含量为1.44,0.72,0.36g/kg的PSHC单独或联合治疗,每天1次,灌胃量0.4mL/(只.d),7和15d后测定血清肌酐(CRE)、尿素氮...
关键词：
三聚氰胺 八正散 枸橼酸氢钾钠颗粒 小鼠
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
朱惠斌 钱诚 白丽珍 李慧 牟丹磊 李骏杰
为了减小免耕播种机防堵装置数值模拟的误差,结合物理试验与仿真试验进行玉米秸秆离散元参数的标定。基于Hertz-Mindlin with bonding接触模型建立了玉米秸秆离散元模型,以物理试验与仿真试验中临界载荷的相对误差为试验指标进行仿真单轴压缩试验;采用Plackett-Burman试验筛选出具有显著性影响的试验因素;采用Box-Behnken响应面法对玉米秸秆离散元模型进行优化。试验结果表明:接触半径和单位面积切向刚度对试验指标影响极显著(P<0.01),单位面积法向刚度对试验指标影响显著(0.01
[期刊] 中国农业科学
[作者]
李红燕 薛军 王永宏 王克如 赵如浪 明博 张镇涛 张文杰 李少昆
【目的】在宁夏地区不同播期条件下，对不同脱水类型玉米品种籽粒含水率降至适宜机械粒收含水率的日期进行预测，为区域品种选择、适宜收获期的确定及低水分粒收技术提供支撑。【方法】本研究以38个主栽玉米品种为材料，以生理成熟期平均含水率（30.1%）和播种至生理成熟≥0℃的平均积温（3 274℃·d）为指标，采用双向平均法将38个品种分为晚熟脱水慢（Ⅰ类）、早熟脱水慢（Ⅱ类）、早熟脱水快（Ⅲ类）和晚熟脱水快（Ⅳ类）4种类型，结合宁夏生产实际，在每类型品种中选择出生理成熟期籽粒含水率和积温需求居中的品种作为各类型的代表品种；采用Logistic Power非线性增长模型构建玉米品种脱水方程，结合近10年（2008—2017年）气象数据，分始播期、盛播期和终播期对各类型品种与区域热量资源进行定量匹配。【结果】适期早播可以争取162—230℃·d的积温。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类品种由播种至籽粒水分降至25%所需积温分别为3 615、3 291、3 138和3 427℃·d，在宁夏北部和中部区域所有类型品种均可满足含水率降至25%的要求，在南部山区，Ⅲ类品种在始播期和盛播期播种也能基本满足。4类品种籽粒水分降至16%所需积温依次为4 321、3 816、3 633和4 024℃·d，其中，早熟脱水快的Ⅲ类品种，在宁夏北部区域于始播期—终播期播种含水率均可降低至16%；在中部地区始播期和盛播期播种积温也可得到满足。【结论】在宁夏地区，通过合理配置区域热量资源和脱水类型不同的品种，采用早播种植技术，可以实现高质量的玉米机械粒收，其中，在宁夏北部与中部区域选择早熟、脱水快（Ⅲ类）的品种，可以较好地实现低水分收获，将区域热量资源转变为现实生产力。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
张录达 蒋钟怀
分别用线性与非线性模型建立了描述1989和1990年8至10月份内不同时段积温变化规律的动态模型。在此基础上研究了玉米籽粒灌浆过程的Logistic模型及玉米籽粒灌浆与积温的非线性相关关系，并提出了在研究谷类作物籽粒灌浆与环境因子相关模型时可普遍使用的非线性模型方法。验证结果表明，此方法提高了数据拟合的精度。
关键词：
玉米 积温 非线性模型
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
高微 李成华 王石 蔚平 吕长义
以玉米秸秆为原料,利用环模制粒机,进行颗粒燃料制备试验。通过单因素试验考察原料含水率、粒径和发酵时间对秸秆颗粒燃料密度和成粒率的影响;采用二次回归正交旋转组合试验,建立各因素与秸秆颗粒燃料成粒率间关系的数学模型,分析各试验因素影响成粒率的重要程度。通过优化计算,确定秸秆颗粒燃料成粒率最高时的因素优化参数为:原料含水率20%,发酵时间4h,粒径1.66mm,此时秸秆颗粒燃料成粒率为97.53%。试验验证结果表明,最优参数组合实测值与预测值相一致。
关键词：
秸秆 颗粒燃料 成粒率 密度
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
李睿
采用分子动力学方法模拟了受到边界振动的粒径呈幂律分布的颗粒气体中的颗粒分离行为特性.研究发现当系统受到振动时,模拟区域出现温度梯度,系统出现颗粒分离现象,所有的颗粒都会朝着温度低的区域移动,且大颗粒比小颗粒更趋向于聚集在低温区域;系统大颗粒和小颗粒间的粒径差越大,系统的颗粒分离行为越显著.同时,系统的子区域中的局域粒径分布函数仍然为幂律分布.
关键词：
颗粒气体 粒径幂律分布 颗粒分离
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王富华 王路一 朱海涛 张卫东
润湿性不仅控制着疏松砂岩储层中流体的流动和分布，而且影响微粒运移，因此对固体颗粒表面润湿性的准确评价直接关系到储层微粒润湿性的有效调控，对储层微粒运移损害的防治具有重要意义。但现有的评价方法主要针对固体平面厘米以上的宏观尺度，无法准确评价疏松砂岩储层中毫微米尺度的泥砂颗粒的表面润湿性。本文结合活化指数法和接触角测量法，提出了适用于颗粒润湿性评价的新参数——颗粒润湿指数R，建立了一套适用于毫微米尺度的固体颗粒润湿性评价新方法，并进行了实验验证。实验结果表明，该评价方法可以更准确地评价泥砂颗粒的润湿性，测试程序简单、数据处理方便，适用范围广泛，为固体颗粒润湿性的评价与应用技术提供了新手段。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王富华 王路一 朱海涛 张卫东
润湿性不仅控制着疏松砂岩储层中流体的流动和分布，而且影响微粒运移，因此对固体颗粒表面润湿性的准确评价直接关系到储层微粒润湿性的有效调控，对储层微粒运移损害的防治具有重要意义。但现有的评价方法主要针对固体平面厘米以上的宏观尺度，无法准确评价疏松砂岩储层中毫微米尺度的泥砂颗粒的表面润湿性。该文结合活化指数法和接触角测量法，提出了适用于颗粒润湿性评价的新参数——颗粒润湿指数R，建立了一套适用于毫微米尺度的固体颗粒润湿性评价新方法，并进行了实验验证。实验结果表明，该评价方法可以更准确地评价泥砂颗粒的润湿性，测试程序简单，数据处理方便，适用范围广泛，为固体颗粒润湿性的评价与应用技术提供了新手段。
[期刊] 草业科学
[作者]
王红 关皓 陈明 彭安琪 李小梅 李昌华 李小铃 刘卫国 方萍 闫艳红
本研究旨在探究不同收获期(CK:蜡熟中期;S1:蜡熟后期,推迟1周;S2:完熟前期,推迟2周;S3:完熟中期,推迟3周;S4完熟后期,推迟4周)对"玉米(Zea mays)-大豆(Glycine max)"套作模式中玉米籽实产量、秸秆营养成分及青贮品质的影响,以确定西南地区玉米综合利用的适宜收获期。结果表明:随着收获时期的推迟,玉米籽粒的产量呈先增加后持平的趋势,其中,S2处理玉米籽粒产量最高,较CK高9.47%(P0.05),但均显著低于S3和S4处理;可溶性碳水化合物(WSC)含量则随收获期的推迟呈下降趋势(P<0.05),但均在干物质含量的8%以上。秸秆青贮饲料pH随收获期的延迟显著上升,但均低于4.2,乳酸(LA)含量则呈显著降低的趋势(P<0.05),所有处理青贮料中均未检测出丙酸(PA)和丁酸(BA)。各处理氨态氮∶总氮(NH3-N∶TN)随收获时期延长呈上升趋势,但均低于5%。综上,在保证籽粒产量的基础上,同时兼顾秸秆的营养品质,西南地区玉米的适宜收获时期为玉米籽粒的蜡熟后期至完熟前期。
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