聯合收獲油菜脫出物離散元仿真參數標定與試驗

舒彩霞，楊 佳，萬星宇，袁佳誠，廖宜濤，廖慶喜

（1.華中農業大學工學院，武漢 430070；2.農業農村部長江中下游農業裝備重點實驗室，武漢 430070）

0 引 言

油菜是中國主要油料作物，其生產種植面積占全國油菜總種植面積85%以上，全程全面高質高效推進油菜機械化發展是保障食用油安全的重要措施。油菜聯合收獲是油菜機械化收獲的主要方式之一，可一次性完成切割、脫粒、分離、清選等工序，直接獲得干凈的油菜籽粒，生產效率高。在收獲時，過早收獲會產生脫粒不凈、青籽多等問題；過晚收獲容易造成落粒、損失率增加；因此，最適宜收獲時期是田間油菜呈黃熟期后至完熟期之間，90%以上的油菜角果變成黃色和褐色，主分支向上收攏，果莢中黑籽粒在75%左右。

為提高油菜聯合收獲機清選裝置的清選性能，國內外學者對清選裝置進行了研究。油菜籽粒在進行清選作業時，脫出物中的籽粒、短莖稈及莢殼間的相互作用關系難以通過數學模型進行分析，采用離散元法（Discrete Element Method，DEM）和計算機流體力學（Computational Fluid Dynamics，CFD）對關鍵部件進行數值模擬可以有效模擬出物料運動軌跡，替代繁雜的臺架試驗，省時、省力，縮短研發周期，降低成本。在進行油菜脫出物清選仿真試驗時，脫出物間精確的離散元接觸參數和特征參數可以提高氣固耦合清選仿真中顆粒間相互作用及運動規律的準確度，進而實現關鍵部件的參數優化。

為提高仿真模擬的準確性，使仿真結果更加接近實際作業過程，國內外學者基于堆積角試驗針對不同物料的離散元接觸參數進行了標定?！?br>