基于MATLAB与COMSOL联合仿真的梯形迷宫滴头流道优化

摘要：

传统的滴灌灌水器流道优化设计方法是通过正交试验设计,进行有限元分析,并配合试验验证,试验过程强度大、造价高.该研究将群智能优化算法与有限元分析相结合,联合MATLAB与COMSOL仿真软件对滴灌灌水器流道参数优化设计.首先,通过MATLAB读取梯形迷宫流道灌水器在COMSOL软件中的仿真计算结果后,传递给遗传算法,并以流态指数为优化目标,流道齿参差值、齿高、单元数、流道转角、齿间距为设计变量,求解出常压(100 kPa工作压力)下的灌水器流道参数.利用SPSS软件回归分析法,建立了5个变量与流态指数之间的多元线性回归数学模型.分析结果表明,5个变量对流态指数影响程度排序为齿参差值、齿高、单元数、流道转角、齿间距.进一步分析灌水器流道内水力特性可知,滴头流道内低流速区域流速达到0.1～1.2 m/s,过流面积占流道截面的75.1％,有堵塞风险,高流速区域流速达到2.8～3.8 m/s,中流速区域流速达到1.5～2.5 m/s,流道内压力沿流道长度呈线性变化.实物样机测试结果表明,滴头流量模拟计算值与实测值之间的平均误差为6.1％,优化结果精度高,可为梯形迷宫流道灌水器流道参数优化设计提供参考依据.

关键词：优化、设计、滴灌灌水器、结构参数、COMSOL、MATLAB

所属期刊栏目：36

分类号：S275.6(农田水利)

资助基金：吉林省教育厅"十三五"科学研究规划项目JJKH20180739KJ

在线出版日期：2021-01-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：158-164