基于相似准则的林业无土栽培基质混合分析

摘要

针对无土栽培基质生产过程中基质混合不充分和采用离散元法时因模型过大、颗粒数过多而导致仿真结果不精确的问题，通过建立相似理论搅拌模型，利用赫兹-明德林（无滑移）模型（Hertz-Mindlin(no slip)）建立肥料与土壤颗粒仿真模型，对影响混合器搅拌均匀性和效率的放料方式、搅拌式混合器叶片间距和搅拌器转速3个变量因素进行离散元仿真分析。结果表明，相似理论搅拌模型可用于仿真模型的缩放，达到减少计算量，提高仿真精度的效果；采用平铺的放料方式，由于上层颗粒会在重力的作用下加速颗粒间的混合，混合效果更佳；相似模型中叶片间较佳间距为20 mm；叶片转速在50 r/min时搅拌混合效果和经济性最佳；与人工搅拌相比，搅拌式混合器大大提高了混合效率和效果，且可以避免出现盲区。仿真分析结果可为搅拌式混合器的设计与优化提供理论参考。

关键词

育苗基质 / 搅拌装置 / 相似准则 / 离散元分析 / Event driven execution manager(EDEM)离散元仿真软件