土壤—开沟部件接触的动态仿真方法的研究

曹中华，王　攀，吴先兵，李　果，陈　建

(西南大学 工程技术学院，重庆　400715)



土壤—开沟部件接触的动态仿真方法的研究

曹中华，王攀，吴先兵，李果，陈建

(西南大学 工程技术学院，重庆400715)

摘要：早期土壤—开沟部件接触的研究主要采用试验研究及传统的分析方法。近些年，计算机技术的发展突飞猛进，仿真技术也得到了很大的进步。为此，主要分析了FEM、DEM、无网格法、CFD、ANN等5种数值模拟方法及其中两种方法的耦合在土壤—开沟部件接触的动态仿真中的应用以及各种方法在应用中存在的差异，并对存在的一些问题进行了分析。最后，提出了未来发展的重点和发展趋势。

关键词：仿真技术；开沟部件—土壤接触系统；差异；发展趋势

0引言

研究土壤—开沟部件接触的目的是为了获得开沟部件最优的工作参数且探索土壤—开沟部件之间存在的关系，最终达到减小牵引力以减小能耗的目的。假设在耕作过程中，自变量—土壤初始状态为Si、开沟部件的形状为Ts、部件移动方式为Tm、因变量—土壤最终状态为Se、耕作阻力为F，Gill和Vanden Berg[1]把这5者之间的关系用两个函数f和g表示为

F=f(Si,Ts,Tm)

Se=g(Si,Ts,Tm)

根据上式，选取Si、Ts、Tm使得F最小，同时得到满足农艺要求的Se，即设计耕作部件的问题等价于求解方程的最优解。

将上述模型具体化，是一个非常困难的问题，也一直是研究者努力的目标。虽然函数定性说明了影响土壤最终状态的相关因素，但不能描述土壤—开沟部件的接触过程。为此，本文对目前各种数值模拟方法在土壤—开……