吉林大学学报(工学版) ›› 2018, Vol. 48 ›› Issue (5): 1537-1547.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170638

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基于离散元法的玉米籽粒建模

王扬, 王晓梅, 陈泽仁, 于建群   

  1. 吉林大学 生物与农业工程学院,长春 130022
  • 收稿日期:2017-06-16 出版日期:2018-09-20 发布日期:2018-12-11
  • 通讯作者: 于建群(1958-),男,教授,博士生导师.研究方向:农业机械的数字化设计.E-mail:yujianqun@jlu.edu.cn
  • 作者简介:王扬(1987-),男,博士研究生.研究方向:农业机械的数字化设计.E-mail:yangw12@mails.jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51675218)

Modeling method of maize kernels based on discrete element method

WANG Yang, WANG Xiao-mei, CHEN Ze-ren, YU Jian-qun   

  1. College of Biological and Agricultural Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China
  • Received:2017-06-16 Online:2018-09-20 Published:2018-12-11

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摘要： 对十余个品种玉米籽粒的几何形状、尺寸参数及各尺寸间的相关性进行了测试分析。在这些分析的基础上,提出了一种基于球充填的单个玉米籽粒和玉米籽粒群体的建模方法。以2个品种玉米籽粒为例,通过玉米籽粒堆积试验和“自流筛分”试验的试验结果与其离散元法仿真结果的对比分析可知,当单个玉米籽粒模型的充填球数为16时,所建立的玉米籽粒群体与实际玉米籽粒群体较相近,由此初步证明了本文提出的玉米籽粒建模方法的可行性和有效性。最后,通过一个实例,介绍了如何使用玉米籽粒模型和离散元法对粮仓卸料过程进行分析。

关键词: 农业工程, 离散元法, 玉米籽粒, 颗粒建模, 仿真分析, 优化设计

Abstract: The geometric shapes, size parameters and correlations between dimensions of more than ten maize varieties are measured and analyzed. On the basis of the analyses, a modeling method of a single maize kernel and a maize assembly is proposed based on the sphere filling method. Two maize varieties are selected as examples. By comparison of the experimental results and the Discrete Element Method (DEM) simulation results of the maize kernel packing tests and “elf-flow screening” tests, respectively, it is concluded that when the number of the filling spheres is 16 for a single maize kernel, a good agreement between them is reached. The effectiveness of the maize kernel modeling method proposed in this work is verified. A case is used to show how to employ the maize kernel model and DEM to analyze the discharge process of a silo.

Key words: agricultural engineering, discrete element method, maize kernel, particle modelling, simulation analysis, optimization design

中图分类号: 

  • S233.2
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