發(fā)布時(shí)間：2020-12-09 08:47

　　痕量灌溉技術(shù)是一種具有雙層過濾膜的新型節(jié)水技術(shù),其灌溉管的核心器件由面積大、孔徑小的過濾膜和面積小、孔徑大的毛細(xì)管束組成。在大規(guī)模的田間灌溉實(shí)驗(yàn)中,灌溉系統(tǒng)的各類參數(shù)設(shè)置需要重復(fù)、大量的試驗(yàn),試驗(yàn)周期長(zhǎng),試驗(yàn)成本高。而數(shù)值模擬分析能夠有效分析灌溉管內(nèi)的壓力和水流速度等規(guī)律。因此,利用有限元分析來指導(dǎo)實(shí)際痕灌灌溉管的選擇和鋪設(shè),可縮短試驗(yàn)周期,節(jié)約試驗(yàn)成本。本文以痕量灌溉管為研究對(duì)象,采用ANSYS模擬仿真軟件,建立管中流動(dòng)有限元模型,系統(tǒng)模擬了痕灌管在不同間距和壓力下的流場(chǎng)變化規(guī)律,并通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬曲線的匹配度較高。不同間距的痕灌管在同一壓力下的模擬出口流量幾乎相同,且痕灌產(chǎn)品的出水均勻度較高。每一類痕灌管在不同壓力下的模擬出口流量均隨著進(jìn)口壓力的增大而增大。通過實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果互相驗(yàn)證及調(diào)整,建立優(yōu)化的痕灌管模型,模擬不同滲透率、管徑、膜面積比和孔徑比的出水規(guī)律。痕灌管的出水量隨著毛細(xì)管束的滲透率的減小而呈小M形曲線減小,其波動(dòng)幅度為1.85 L/h。痕灌管的出水量隨著其管徑的增大而呈斜線增大,其波動(dòng)寬度為0.027L/h。痕灌管的出水量隨著毛細(xì)管束直徑的... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

痕量灌溉管示意圖

均處于同一個(gè)水平高度，其重力勢(shì)能相同。痕灌產(chǎn)品的動(dòng)力由離心泵提供，將痕品中的水流速度和流量轉(zhuǎn)化成一定的壓力，即痕灌管的進(jìn)口壓力。故整個(gè)實(shí)驗(yàn)和模擬過程中能量守恒。.3 數(shù)值模擬過程數(shù)值模擬過程包括三個(gè)步驟，即三維建模及網(wǎng)格劃分、邊界條件及算法的定義代計(jì)算得出模擬結(jié)果。本次實(shí)驗(yàn)采用的是普泉科技有限公司的痕量灌溉帶產(chǎn)品，痕灌管建模，進(jìn)行模擬計(jì)算。建模前需要確定痕灌管的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過對(duì)痕進(jìn)行較精確的測(cè)量，基本確定了三維痕灌管模型的參數(shù)。.3.1 建模首先應(yīng)用 Gambit 軟件對(duì)痕灌產(chǎn)品進(jìn)行三維建模，由點(diǎn)構(gòu)成線，由線組成面，擴(kuò)充為體。如下圖 2-1 所示，為所測(cè)得的痕灌管的基本尺寸參數(shù)。

圖 2-2 三維痕灌管網(wǎng)格2.3.3 邊界條件定義模型邊界條件定義包括：流動(dòng)進(jìn)口邊界、流動(dòng)出口邊界、給定壓力邊界、壁面邊界、對(duì)稱邊界、周期性邊界等。在迭代求解計(jì)算前設(shè)置邊界條件，即給定各類求解方程的初始值。在本課題中主要定義壓力進(jìn)口邊界、壓力出口邊界、多孔介質(zhì)階躍、壁面邊界等初始值。管中流動(dòng)模型較為簡(jiǎn)單，在Gambit軟件中進(jìn)出口分別設(shè)置為壓力進(jìn)口、壓力出口即可。但痕灌管模型中的控水件包含兩種多孔介質(zhì)，故需要設(shè)置面多孔介質(zhì)的邊界類型為 POROUS-JUMP，體多孔介質(zhì)的邊界類型為 FLUID，兩層過濾膜在ANSYS 軟件中具體定義參數(shù)。最后，在 Gambit 軟件中保存網(wǎng)格文件格式為 henguan.dbs 文件，并導(dǎo)出網(wǎng)格文件 henguan.msh；安全退出 Gambit 界面即可不損壞網(wǎng)格文件。將 henguan.msh文件導(dǎo)入到 ANSYS 模擬軟件中，從而可設(shè)置邊界條件，并迭代

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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