为进一步提升全膜双垄沟种床构建质量,合理膜面覆土及减少扬尘,探究膜面覆土与气流间互作规律,本文以甘肃省定西市临洮县境内52986号气象观测站点近30年的年平均风速1.32 m/s、年平均极大风速18.07 m/s、月平均极大风速26.5 m/s为仿真数据来源,以正北方向为基准,以农户经验选择覆膜方向范围0°～90°的最小值、中间值、最大值为全膜双垄沟种床构建方向,分别建立T1(0°)、T2(45°)、T3(90°)3个种床模型,采用CFD-DEM气固耦合技术,得出不同风速、不同方向下全膜双垄沟种床覆土与气流场间的互作机制,综合空气流场、太阳辐射能、耕地利用率对全膜双垄沟种床构建的影响,对其构建方法进行优化,最后进行了田间验证试验.种床覆土表面流场分析表明:当空气流速恒定时,横腰带覆土表面空气最大流速由大到小依次是T3、T1、T2,大垄面覆土空气流速与标准空气流速差值由大到小依次是T3、T1、T2.种床覆土过程分析表明:当空气流速恒定时,种床及土壤颗粒对气流影响程度由大到小依次是T3、T1、T2,气流对颗粒影响程度由大到小依次是T3、T1、T2.由此可知T3模型种床及覆土表面气流速度最大,所受气流影响最大,膜面覆土移动距离最大,易形成扬尘,同时大垄面覆膜交接点极易渗入气流,引起大风揭膜现象,影响作物生长,危及经济效益.优化后的种床构建方法应遵循种床覆土位移最小、太阳辐射能最大、构建效率最快、南坡(向阳坡)耕地优先、南北走向耕地优先原则,优先采用模型依次是T1、T2、T3.田间试验结果表明:当空气流速为2.77 m/s、风向北风时,平均种床合格率由大到小依次是T2、T1、T3,覆膜效率、耕地利用率、采光面积占有率由大到小依次是T1、T3、T2,试验结果与仿真模拟结果高度一致,验证了模型的可靠性.

西北旱作区;全膜双垄沟播;种床覆土;膜面气流场;互作过程;CFD-DEM

甘肃农业大学机电工程学院,兰州730070

[1]史瑞杰;赵武云;戴飞;宋学锋;赵一鸣;王锋-.全膜双垄沟膜面气流场与种床覆土互作过程模拟研究)[J].农业机械学报,2022(11):40-51

膜面气流场,种床覆土

互作过程,过程模拟,构建质量,扬尘,定西市,临洮县,县境,气象观测站,平均风速,极大风速,仿真数据,数据来源,正北方,覆膜,最小值,中间值,CFD,DEM,气固耦合,耦合技术,同方向,互作机制,空气流场,太阳辐射,辐射能,耕地利用,构建方法,验证试验,表面流场,流场分析,当空,空气流速,腰带,最大流速,大垄,流速差,过程分析,土壤颗粒,由此可知,气流速度,受气,交接点,渗入,揭膜,作物生长,南坡,向阳坡,优先原则,田间试验,北风,采光,光面,占有率,仿真模拟,结果高度,高度一致,西北旱作区,全膜双垄沟播

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