国家自然科学基金(51079140)
- 作品数：8 被引量：58H指数：6
- 相关作者：韩文霆吴普特姚小敏崔利华徐琳更多>>
- 相关机构：西北农林科技大学中国科学院山西农业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技支撑计划中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>
- 相关领域：农业科学动力工程及工程热物理自动化与计算机技术更多>>
- 摇臂式喷头内流道流场数值模拟被引量：11
- 2011年
- 用Pro/E软件建立喷头内流道的三维实体模型,选择RNGk-ε模型在CFD软件Fluent中模拟了雨鸟30PSH型摇臂式喷头在10种入口压力和4种主喷嘴直径组合下的内流道流场,分析了喷头主副喷嘴的流量、入口压力与出口平均速度等参数的关系。研究结果表明:主喷嘴直径增大时,副喷嘴流量几乎不变;主、副喷嘴的流量分配比例由主喷嘴直径决定,与入口压力无关。入口压力增大,主喷嘴出口平均速度增大,但副喷嘴出口平均速度不变。喷头主、副喷嘴的平均湍动能随入口压力增大而增大,不受主喷嘴直径变化的影响。主喷嘴出口静压力、湍动能和速度的标准差、副喷嘴出口静压力标准差与入口压力近似成正比;而副喷嘴出口湍动能和速度的标准差随主喷嘴直径或入口压力增大产生较大的无规律变化。喷头内流道流场的可视化结果显示喷头副喷嘴与弯管连接处静压力较大,接近喷头入口静压力。
- 韩文霆Nguyen Van Lanh徐琳
- 关键词：喷头流场计算流体动力学数值模拟
- 摇臂式喷头内流道曲面的逆向重构研究被引量：1
- 2011年
- 用线切割机床将雨鸟30IBH摇臂式喷头内流道切割成a,b两部分,使三维光学扫描仪的投影光束能够到达其表面进行多视扫描,获取不同视角下流道a,b的点云数据。去除多视点云中的噪点后,用三点法拼接多视点云,得到流道a,b的点云数据;再将流道a,b的点云数据拼接成喷头内流道的点云数据;采用弦偏差采样法将点云数据精简后,用基于边的方法把点云分割成喷管和小喷嘴两部分,选择非均匀有理B样条(NURBS)模型分别按照点-线-面的顺序进行曲面重构。曲面重构的精度分析结果表明,最大几何误差为0.292 9mm,平均几何误差为0.076 2mm,满足预期的精度要求,实现了摇臂式喷头的内流道曲面重构。
- 徐琳韩文霆
- 关键词：喷头流道逆向工程点云曲面重构
- 基于ARM处理器的灌溉自动控制系统设计被引量：7
- 2012年
- 为了实现农作物需水信息的实时采集和农作物的及时灌溉,设计了基于WinCE和ARM的作物需水信息的采集、分析与自动灌溉控制系统。在总结原有的农作物自动灌溉系统存在的系统资源较少、人机交互界面不够友好等不足的基础上,利用ARM嵌入式系统和WinCE的硬件扩展能力强、实时、移植性好、应用程序开发周期短、人机交互友好等优势,从硬件实施和软件开发两个方面设计了一种新的自动灌溉系统。实测结果表明,该系统可以较好地实现土壤含水率的监测。同时,通过选择中、下层土壤含水率来设定灌溉起、停阈值,达到了节水的目的。系统性能稳定、可靠,能够满足农作物需水信息的实时采集和自动灌溉要求。
- 李伟
- 关键词：节水灌溉ARM嵌入式系统WINCE土壤含水率
- 变量喷洒喷头组合喷灌试验被引量：13
- 2013年
- 变量喷头可以根据喷洒地块形状和喷洒量的要求实现射程和流量的同步可控,对精确灌溉具有重要意义。试验研究了基于扇形通孔动静片调节器的变量喷头在系统不同压力工况下组合喷灌时的水量分布及喷灌均匀度等水力性能,并与传统圆形喷洒域喷头进行了对比,研究了变量调节器对喷头性能的影响及其对工作压力的敏感性。工作压力和调节器的双因素重复全面试验结果表明,变量精确灌溉喷头较传统圆形喷洒域喷头单喷头控制面积降低了15.4%,喷灌均匀度提高了9.5%,喷灌强度降低了15.7%,射程损失了5.9%,喷洒域系数可达64.0%。组合均匀度方差分析结果表明,调节器和工作压力以及两者之间的交互作用对组合均匀度都有极显著影响,变量调节器的设计需要满足喷头在不同工作压力工况条件下的性能要求。
- 韩文霆姚小敏朱冰钦张超周新梅吴普特
- 关键词：精确灌溉水量分布
- 摇臂式喷头副喷嘴仰角及位置参数的优化被引量：9
- 2015年
- 摇臂式喷头副喷嘴的主要作用是增加喷头近处的喷水量，从而提高喷头的喷灌均匀度，因此对摇臂式喷头副喷嘴的研究具有重要意义。该文采用流场模拟和试验相结合的方法对摇臂式喷头的副喷嘴结构参数进行了优化设计。首先采用逆向工程的设计方法，运用Pro/E建立了摇臂式喷头的三维结构，选择副喷嘴的仰角和位置为待优化参数，设计出9种副喷嘴结构的摇臂式喷头。运用Pro/E和HyperMesh软件建立了9种副喷嘴结构摇臂式喷头的三维内流道模型，利用CFD软件FLUENT对9种喷头的内流道进行三维模拟，运用快速成型技术加工出喷头样品进行试验验证，在矩形组合方式下运用4种插值方法（距离插值法、线性插值法、立方插值法和三次样条插值法）计算喷灌组合均匀度，并且利用Sprinkler3D 软件通过二维插值的方法建立了9种喷头的压力水量分布模型，对喷头喷洒均匀性进行评价。结果表明，6号喷头（副喷嘴位置参数为19.8 mm、仰角参数为18°）的模拟流量和速率较大，试验水量分布在2～12 m之间能够保持较好均匀性，且射程达到14 m以上，喷灌均匀度在压力为250和300 kPa下都达到80%以上。因此，副喷嘴位置参数19.8 mm、仰角参数18°为摇臂式喷头副喷嘴的最佳结构参数。该研究为摇臂式喷头结构设计和喷灌系统优化等提供参考。
- 王玄李广郭聪聪韩文霆姚小敏孙瑜
- 关键词：喷头灌溉摇臂式喷头
- 正三角形组合喷灌均匀度计算方法!被引量：15
- 2013年
- 喷灌均匀度是衡量喷头水力性能和喷灌质量的重要指标,为研究雨量筒取样间距、计算网格点间距以及插值方法对喷灌均匀度计算结果的影响规律,利用雨量筒径向间隔为1 m和2 m的Nelson R33型喷头无风喷洒试验数据,取1 m和0.5 m的计算网格点间距,采用线性插值、立方插值、三次样条插值的两次插值法、距离插值法和平面插值法计算了克里斯琴森均匀度。结果表明,采样间隔1 m比2 m计算出的均匀度小1.3～3.4个百分点;计算网格点间距越小,喷头组合均匀度越大,但相差都小于1.2个百分点。采用线性插值、立方插值、三次样条插值的两次插值法和距离插值法,喷灌组合均匀度计算结果非常接近,但平面插值法计算结果的差异较大。均匀度影响因素正交试验的方差分析结果表明,雨量筒采样间距、计算网格点间距、插值方法对均匀度的影响依次降低。
- 韩文霆崔利华吴普特罗晓宁
- 关键词：喷灌均匀度插值水量分布
- 弹性喷嘴变量喷头结构设计与参数模型被引量：4
- 2013年
- 设计了一种弹性喷嘴的变量喷头,其喷嘴直径随压力的增大而变大,从而降低喷头的雾化程度。为研究确定弹性喷嘴锥形角、喷嘴直径、末端圆柱段长度、弹性材料厚度和喷嘴伸出量等主要参数,利用ANSYS建立了变量喷头及其内流道的三维实体模型,采用k-ε模型在CFX和ANSYS单向流固耦合中模拟喷头弹性喷嘴在不同工作压力,不同喷嘴直径组合下的内流道流场和喷嘴的变形过程,建立了工作压力、喷嘴直径变形和喷头流量等参数的关系模型。采用全面喷洒的方法对喷头样品进行了试验,通过测量喷头流量和喷头工作压力等,对模拟结果进行验证。
- 刘文帅韩文霆姚小敏崔利华张小波
- 关键词：流场模拟
- 精确灌溉喷头变量调节器结构参数设计被引量：7
- 2013年
- 为使喷头能根据灌溉面积形状变化的要求实现喷洒域和喷洒量同步可控,提出一种精确灌溉喷头变量喷洒调节器的设计.该变量调节器采用上阻水片和下阻水片式结构,上下阻水片由中央通孔和扇形通孔及扇形阻水片组成.喷头转动时上阻水片和下阻水片发生相对转动,导通时过水面积增大,射程增加,封闭时过水面积减小,射程降低.设计了使喷头能量损失达到最小的扇形通孔中心角及中央通孔等的结构参数.采用水流运动的局部阻力理论设计了变量调节器的上下阻水片中央通孔的直径.结果表明:研究的变量调节器过水通孔的结构和参数可以保证过水断面阻力损失最小,通过射程及水量分布试验,发现其射程周线由圆形变为近似方形,射程最大时基本能达到原喷头射程,水量分布较为均匀,能够满足喷头流量和射程的变化规律按需求控制,实现喷头的变量喷洒精确灌溉.
- 韩文霆周龙吴普特刘文帅李星恕崔利华
- 关键词：喷头精确灌溉变量喷洒
