离散元法与响应面法结合的多轴原位土壤修复装置参数优化

摘要

为解决黑土修复效率低的问题，促进黑土资源循环利用，开发了一种新型土壤修复装置.为提高其作业效率与处理质量，采用离散元法对黑土颗粒的运动及相互作用进行数值模拟，通过正交试验、最陡爬坡试验与响应面试验相结合的方法，对装置关键运行参数进行系统优化.通过正交试验确定最陡爬坡试验的中心水平值；借助最陡爬坡试验明确响应面法的中心试验点与最优值范围；在此基础上，利用响应面法构建可靠的响应面模型，最终获得装置运行的最优参数组合：转速135 r/min、均混时间2.6 s、均混螺距73 mm、刀片间距27 mm.该研究为黑土原位修复装置的结构设计与运行控制提供了可行的参数依据，对提升土壤修复工程效率、推动黑土可持续利用具有实际意义.

关键词

多轴 / 土壤修复装置 / 离散元法 / 响应面法 / 混合均匀性

基金资助

国家重点研发计划项目(2020YFC1806402)