生物炭基肥离散元模型参数标定与试验 |
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引用本文: | 任德志,张露籍,宫元娟,孟军,赫天一.生物炭基肥离散元模型参数标定与试验[J].沈阳农业大学学报,2023(4):447-455. |
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作者姓名: | 任德志 张露籍 宫元娟 孟军 赫天一 |
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作者单位: | 1. 沈阳农业大学农学院/国家生物炭研究院/农业农村部生物炭与土壤改良重点实验室;2. 沈阳农业大学工程学院 |
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基金项目: | 现代农业产业技术体系建设专项项目(CARS-01-51);;辽宁省科学技术计划项目(2021-MS-232);;国家自然科学基金项目(31901449); |
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摘 要: | 生物炭基肥料是近年来新兴的一种农业投入品,然而生物炭基肥料还田施用的机械化程度尚属较低水平。为促进生物炭基肥料机械化还田的理论和实践发展,寻求最优生物炭基肥离散元模型接触参数组合,指导生物炭及炭基肥料还田机械的设计和试制,提出了一种真实试验与仿真试验结合的方法,对生物炭基肥颗粒数学模型开展研究,验证数值方法的适用性和准确性。以生物炭颗粒堆积角的实际测量值为目标值,通过物料特性研究了创建法向力、切向力和附着力接触模型,利用离散元仿真软件ESSS Rocky DEM对生物炭基肥颗粒离散元参数进行标定,设计Placket-Burman试验获取对堆积角有显著影响的参数,通过最陡爬坡试验得到显著因素参数区间,最后通过Box-Behnken试验优化参数组合。结果表明:生物炭基肥料颗粒粒径占比2mm为35%,3 mm颗粒占比为42%,4 mm颗粒占比为23%,颗粒平均含水率为5%,测得炭颗粒堆积角实际值为23.65°;对炭基肥颗粒接触参数有显著影响的因素为炭—炭滚动摩擦系数、炭颗粒表面能JKR以及炭—钢滚动摩擦系数,最优化参数组合为炭—炭滚动摩擦系数0.36、炭颗粒表面能0.30、炭-钢滚动摩擦系数...
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关 键 词: | 生物炭基肥 Rocky 离散元模型 参数标定 |
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