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湿黏地播后镇压过程土壤-小麦交互模型参数标定

文献类型： 中文期刊

作者： 罗伟文;申海洋;顾满;凌洁;顾峰玮;吴峰;胡志超

作者机构：

关键词： 湿黏地;小麦播种;离散元方法;参数标定;试验验证

期刊名称：农业机械学报

ISSN： 1000-1298

年卷期： 2024 年 z1 期

页码：

收录情况： EI（2024版） ; ; 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： 离散元仿真是研究播后镇压过程中土下种子受力特性与移位规律的有效途径,土壤-种子离散元模型及其参数显著影响仿真结果.但长江中下游湿黏地土壤含水率高、黏性强,常规土壤参数无法与其物理性质相匹配,缺乏准确的土壤-小麦离散元模型参数.本研究对播后镇压过程中湿黏土与小麦交互模型的接触参数进行标定.基于物理实测试验与显著性分析试验,初步获取参数取值范围,筛选出对自然堆积坡度系数影响显著的参数;通过响应面试验,获取各关键参数与坡度系数的回归模型和多组较优土壤-土壤参数、土壤-小麦参数组合方案,对比实际压缩试验与仿真试验的位移-力曲线误差,筛选出最佳参数组合方案;通过对比准静态压缩试验、滚动压缩试验及田间试验的模拟值与实际值,评估参数模型的准确性.结果表明:土壤-土壤恢复系数(CR1)、土壤-土壤滚动摩擦因数(RF1)、土壤-土壤表面能(SE1)对湿黏土自然堆积坡度系数(CS1)有显著影响;土壤-小麦静摩擦因数(SF2)、土壤-小麦滚动摩擦因数(RF2)、土壤-小麦表面能(SE2)对土壤-小麦混合物坍塌堆积坡度系数(CS2)有显著影响;获得最优参数组合方案:CR1为0.12、RF1为0.35、SE1为3.90J/m2、SF2为0.48、RF2为0.29、SE2为1.69J/m2;优化模型下各验证试验的相对误差分别为7.16％(准静态压缩试验)、10.41％(滚动压缩试验)、14.42％(田间试验).研究结果可为镇压过程中土壤-种子互作特性研究和湿黏地小麦播种机设计提供参考.

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