计算机模拟在玉米秸秆切碎刀研究中的应用

《计算机模拟在玉米秸秆切碎刀研究中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2010年12月农机化研究第12期计算机模拟在玉米秸秆切碎刀研究中的应用王丽丽，王增辉(吉林农业大学信息技术学院，长春130118)摘要:介绍了计算机模拟技术的概念以及在应用中的一般程序，并且应用计算机模拟技术对影响玉米收获机切碎部件—直抛式曲面直刃圆筒式切碎刀工作性能的主要因素进行研究。求出这些主要因素之间的函数关系，并介绍这些函数关系在切碎刀试验研究中的应用，为直抛式曲面直刃圆筒式切碎刀工作性能的试验研究提供了理论支持。关键词:玉米秸秆;计算机模拟;最小二乘法;切刀转速+中图分类号:S817．121;S126文献标识码:A文章编号:1003－188X(2010)1

2、2－0177－030引言计算机模拟是应用日渐广泛的一种科学方法，是一门集计算机科学、现代数学方法、工程计算技术和系统科学等学科为一体的新型交叉学科。它采用以计算机为主要工具，以数值计算为主要手段，以大量的图形表达为主要形式，包括二维、三维图形的现代方法，对分析对象进行准确描述和深入分析。目前，根据系统的数学模型，利用计算机模拟技术输入相应数据，经过运算后即可输出结果，这种技术应用在很1．夹持喂入链2．摘穗辊3．定刀4．抛送筒5．切碎筒6．切碎刀多方面［1］。图1切碎抛送工作原理图直抛式曲面直刃圆筒式切碎刀能够同时完成茎秆1计算机模拟技术简介［2］切碎和抛送回收而不需另

3、设回收装置，其工作原理如图1所示［3］。秸秆经夹持链(1)喂入到摘穗辊(2)，1．1计算机模拟概念然后进入到切碎筒(5)，经定刀(3)和切碎刀(6)将计算机模拟是在计算机上通过系统模型模拟一个秸秆在切碎筒中切碎，并由动刀直接将切碎的秸秆沿实际存在或正在设计中的真实系统，以再现(实现可［4］抛送筒(4)抛出。有关专家指出，若把茎秆切碎回收视化)或分析(数值计算)真实系统的本质特征，具作青饲料，切段长度一般在30mm为好;若还田作肥体地说，可以把计算机模拟过程分解为3个步骤:料，短一些为宜。因此，需要研究如何控制茎秆切段1)将具体的物理系统根据其内部物理变化规律长度以及预

4、测茎秆抛送距离，使其满足需要。及外部影响因素加以简化或抽象，建立起相应的数学文献［1］指出了影响直抛式曲面直刃圆筒式切碎模型;刀各项工作性能的主要因素是切刀转速。本文应用2)运用数学方法求解所建立的数学模型，计算出计算机模拟技术建立了切刀转速与茎秆切段长度、茎表征系统中过程变化的诸参数;秆抛送距离以及功率消耗关系的数学模型，并对模拟3)将求得的计算结果赋予物理意义，加以讨论和结果进一步分析，为直抛式曲面直刃圆筒式切碎刀的分析，并判断是否相对地符合实际情况，如图2所示。研究设计提供了参考。一般说来，计算不能代替试验，计算结果应该与试验结果进行比较，基本符合后才能推广应用

5、于同类收稿日期:2010－02－09问题。作者简介:王丽丽(1982－)，女，长春人，硕士研究生，(E－mail)1．2计算机模拟语言elegancely@sina．com。通讯作者:王增辉(1956－)，男，长春人，教授，硕士研究生导师。随着计算机技术的发展，人们借助于计算机语言·177·2010年12月农机化研究第12期nnn建立模拟模型。用于模拟建模的计算机语言可以分2ìna0+a1∑xi+a2∑xi=∑yi为两种:一是专用模拟语言，如GPSS和SIMAN等;二ïi=1i=1i=1ïïnnnn是通用计算机高级语言，如FORTRAN，BASIC以及C23(2)［5

6、］ía0∑xi+a1∑xi+a2∑xi=∑xiyi语言等。ïi=1i=1i=1i=1ïïnnnn2332îa0∑xi+a1∑xi+a2∑xi=∑yixii=1i=1i=1i=1式中n=4;xi—切刀转速;Yi—切段长度、茎秆抛送距离以及功率消耗。2．2算法描述以C语言为模拟语言，对模型(1)的求解算法为:nnnn231)输入n=4，计算∑xi，∑yi，∑xi，∑xi，i=1i=1i=1i=1nn2∑xiyi，∑yixi。i=1i=12)方程组系数矩阵B=(bij)，c=(c1，…，cm)T，图2计算机模拟流程输入m，k=1。若bkk≠0，转(3)，否则停机。3)对i=

7、k+1，…，m置bik=bik/bkk，ci=ci－2计算机模拟技术在玉米收获机切碎部件试bikck。对j=k+1，…，m置bij=bij－bikbkj。验研究中的应用4)若k=m－1，转(5);否则，k=k+1，转(2)。在切碎刀转速的4个不同水平下，经过3次重复5)若bmm=0，失败停机;否则，置cm=cm/bmm。试验得到茎秆切段长度、茎秆抛送距离以及功率消耗6)对k=m－1，m－2，…，1置bk=(bk－n的平均值，其试验结果如表1所示。∑ak1b1)/akk。输出b，停机。l=k+1表1试验测得结果2．3模拟结果Tab．1Experimen