[发明专利]一种风力吹送式清土起藤机工作过程的耦合仿真建模方法

权利要求书

1.一种风力吹送式清土起藤机工作过程的耦合仿真建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建风力吹送式清土起藤机模型：

利用软件对风力吹送式清土起藤机模型进行建模，根据风力吹送式清土起藤机实际工作环境，设计风口尺寸、风口倾斜角，生成模型文件，将所述模型文件导入到有限元分析软件中，对所述模型文件创建流体模型，并且进行网格划分，生成网格文件，将所述网格文件导入到Fluent中，并在Fluent中进行流体模型参数设置，所述参数包括流体材料、流体动力学分析模型和流体边界条件；

构建EDEM仿真土垄：

将所述网格文件导入到EDEM中，设置实际土垄中土壤颗粒参数和土壤颗粒接触参数，创建土壤颗粒工厂，在EDEM中建立土垄模型，使土垄模型形成与实际土垄一样的自然休止角；

设定EDEM-Fluent耦合方法：

从Fluent EDEM中选择耦合方式，设计Sample Point、momentum under-relaxation、volume under-relaxation的值，分别设置EDEM和Fluent的时间步长，然后运行仿真，自动迭代计算至收敛；

清土过程仿真：

在EDEM中导入所述风力吹送式清土起藤机模型，然后根据所述风力吹送式清土起藤机的运动情况，在EDEM中定义风力吹送式清土起藤机的运动参数，模拟清土过程，得到风力吹送式清土起藤机工作过程中土壤与流体的信息。

2.根据权利要求1所述的风力吹送式清土起藤机工作过程的耦合仿真建模方法，其特征在于，所述构建风力吹送式清土起藤机模型步骤中，利用三维软件Solid Works软件对风力吹送式清土起藤机模型进行建模；将所述模型文件导入到有限元分析软件ANSYS的Mesh中，对所述模型文件创建流体模型，并且在Mesh中进行网格划分，生成网格文件。

3.根据权利要求1所述的风力吹送式清土起藤机工作过程的耦合仿真建模方法，其特征在于，所述构建风力吹送式清土起藤机模型的步骤中，所述流体材料为air，所述流体动力学分析模型为k-epsilon。

4.根据权利要求1所述的风力吹送式清土起藤机工作过程的耦合仿真建模方法，其特征在于，所述构建EDEM仿真土垄步骤中，利用无滑动接触模型在EDEM中建立土垄模型。

5.根据权利要求1所述的风力吹送式清土起藤机工作过程的耦合仿真建模方法，其特征在于，所述构建EDEM仿真土垄步骤中，土壤颗粒参数包括土壤颗粒的泊松比、剪切模量、密度、大小、形状和尺寸分布比例。

6.根据权利要求1所述的风力吹送式清土起藤机工作过程的耦合仿真建模方法，其特征在于，所述构建EDEM仿真土垄步骤中，土壤接触参数包括碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数。

7.根据权利要求1所述的风力吹送式清土起藤机工作过程的耦合仿真建模方法，其特征在于，所述构建EDEM仿真土垄步骤中，设置所述土壤颗粒参数时，poissons ratio为0.4，shear modulus为1e+06，density为1250；所述创建土壤颗粒工厂时，颗粒数目为30000，颗粒创建速率设为15000/s。

8.根据权利要求1所述的风力吹送式清土起藤机工作过程的耦合仿真建模方法，其特征在于，所述设定耦合方法步骤具体为：

从Fluent EDEM面板中选择Eulerian作为耦合方式，将Sample Point设为10，将momentum under-relaxation设置为0.7，将volume under-relaxation设为0.6；设置EDEM实际时间步长为0.00008s，Fluent时间步长为0.002s，然后运行仿真，当自动迭代计算至收敛，EDEM将会自动运行。