西南区坡耕地紫色土离散元模型参数标定

摘要：

土壤离散元模型是离散元法研究土壤与触土部件相互作用的基础.为了获得西南区坡耕地紫色土离散元模型,本文基于堆积试验,采用EDEM2020软件中的Hertz-Mindlin with JKR接触模型,以休止角为响应值,结合土壤本征参数实测试验,对模型参数进行标定.实测参数包括土壤密度、含水率、休止角、粒径分布、颗粒-颗粒静摩擦系数、颗粒-45钢静摩擦系数,利用Origin2021b软件图像数字化工具处理图像,得到实际休止角为34.11°,变异系数为0.452％.利用Design-Expert11软件设计了 Plackett-Burman试验,对影响拟合休止角的9个参数进行筛选,得到4个影响显著参数,即颗粒表面能、颗粒-颗粒滚动摩擦系数、颗粒-45钢静摩擦系数、颗粒-45钢滚动摩擦系数.设计最陡爬坡试验进一步缩小模型参数取值范围,设计Box-Behnken试验,对模型进行分析优化,得到4个参数最优组合,即颗粒表面能0.134 J/m2,颗粒-颗粒滚动摩擦系数0.231,颗粒-45钢静摩擦系数1.045,颗粒-45钢滚动摩擦系数0.228.结果表明,仿真休止角与实际休止角相对误差为2.07％,一致性较好,可为紫色土离散元仿真研究提供参考.

关键词：耕地、土壤、离散元模型

所属期刊栏目：53

分类号：S152.9(土壤学)

资助基金：国家重点研发计划;重庆市科技局技术创新与应用发展项目

在线出版日期：2022-08-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：454-463