基于CFD-DEM的联合收割机风筛选仿真分析

江　涛，吴崇友，汤　庆，王　刚，吴　俊

(农业部 南京农业机械化研究所，南京　210014)



基于CFD-DEM的联合收割机风筛选仿真分析

江涛，吴崇友，汤庆，王刚，吴俊

(农业部 南京农业机械化研究所，南京210014)

摘要：为了更深入地研究联合收割机清选室结构及气流场对于清选效果的影响，采用CFD-DEM耦合的方法对单进风口无导风板、单进风口加装导风板和双进风口加装导风板3种结构进行了仿真模拟分析。结果表明：在同样的喂入量及风速下，双进风口加装导风板结构的损失率为0.2%、含杂率为1.65%，在3种结构中清选效果最佳。这种CFD-DEM耦合仿真分析方法可为后续联合收割机风筛选结构的研究改进提供了依据和思路。

关键词：计算流体力学；离散单元法；联合收割机；风筛式清选

0引言

计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics)无论是所采用的数值解法、计算精度、速度与稳定性，还是适用范围方面在近10年都有了显著的提高[1]，能够为过去只能采取理论计算与大量物理模型试验进行处理的复杂工程问题提供了一种新颖且可靠的解决途径。相关学术研究表明：通过CFD模拟分析联合收割机风筛选气流场这一方法是切实可行的[2-5]。

离散单元法(The Discrete Element Method)求解分析力学问题可以概括为在Lagrange体系下求解牛顿第二定律，对离散体系内的每个颗粒单元进行动力学模拟分析；其能够处理连续介质理论无法解释的问题及分析和预测物质力学行为，近年来也越来越多的被用于机械领域[6-9]。

联合收割机风筛选过程中存在大量的动量交换，由于流体自身的变化，颗粒之间的碰撞及流体与颗粒的相互影响所形成的耦合作用使得整个系统的复杂程度大大提高。……