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| 1 | 喷雾技术参数对雾滴沉积分布影响试验显示文摘为了研究果园轴流风机风送喷雾机喷雾技术参数对雾滴沉积分布的影响,分别设置了4种喷雾压力、风机出口风速和行驶速度,3种采样高度,对稀疏靶标(沉积架)和仿真树靶标进行了喷雾试验并进行回归分析。试验结果表明,喷雾压力对雾滴沉积无明显影响,减小行驶速度可增加枝叶正反面雾滴的沉积,增大风机出口风速可有效增加雾滴在枝叶反面的沉积;各喷雾技术参数均对冠层内的雾滴沉积覆盖率有显著性影响,其影响程度由强到弱依次为采样高度、行驶速度、风机出口风速、喷雾压力。 | 吕晓兰 傅锡敏 吴萍 丁素明 周良富 闫惠娟 | 2011 | 农业机械学报2011，42，6： | 69 |
| 2 | N-3型农用无人直升机航空施药飘移模拟与试验显示文摘为了判定N-3型农用无人直升机在进行病虫害防治作业时所需的安全农药飘移缓冲区,该文通过模拟和试验,研究了飞机在飞行速度为3 m/s、侧风风速分别为1、2和3 m/s、飞行高度为5、6和7 m时在非靶标区域的药液飘移情况。采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,在约束条件下对作业过程中旋翼风场和农药喷洒的两相流进行了模拟,并设计了条件相似的对应试验进行验证。模拟的结果表明,在无人机飞行速度3 m/s,侧风风速相同的情况下,作业飞行高度为5、6、7 m时,药液在侧风下方(Z轴正向)的最大飘移距离和在无人直升机后方(X轴负向)的最大沉积量位置差异不大;在作业飞行高度相同的情况下,侧风风速为1、2、3 m/s时候,药液在侧风下方的最大飘移距离和在无人直升机后方的最大沉积量位置发生变化明显。通过相应试验,对飘移量(飞行高度6 m,飞行速度3 m/s)的模拟数值与试验值的变化趋势进行了比较,并进行线性回归分析,拟合直线决定系数R2分别为0.7482、0.8050和0.6875。本文提出一种较传统检测方法更为方便的CFD模拟方法,来对N-3型无人直升机施药作业中药液的飘移情况进行分析,模拟研究可以比较准确地定性地模拟出实际飘移情况,对实际生产具有一定的指导意义。 | 张宋超 薛新宇 秦维彩 孙竹 丁素明 周立新 | 2015 | 农业工程学报2015，31，3： | 72 |
| 3 | 低矮果园自走式风送喷雾机研制与试验显示文摘针对传统果园株行距普遍偏小、树冠交叉、大型植保机具入园作业困难等特点,该文研制了一种适于低矮果园的自走式风送喷雾机。该机各工作部件独立控制,利用设置在发动机飞轮上的分动箱把动力传递给轴流风机、隔膜泵、液压装置、行走系统等工作部件;风送装置流道型式为R+S级,叶轮直径0.6m,叶片数为9,后导叶叶片数为11,宽度为0.1m。通过室内试验和样机田间试验分别测试了风机性能特性和树冠中的雾滴覆盖率及沉积密度,结果表明,风机转速在1400r/min时风量为2.7m3/s,全压效率值为82%,满足风送作业要求;风机转速1600r/min时全压效率最高,达到86%;树冠内部枝叶正反面雾滴覆盖率分别为58.76%、19.60%,树冠外层枝叶正反面雾滴覆盖率分别为与69.35%、32.66%,树冠内部枝叶正反面沉积密度为115、79个/cm2,树冠外层枝叶正反面沉积密度为105、96个/cm2,满足病虫害防治雾滴沉积密度要求20个/cm2;作业效率为0.91hm2/h。 | 丁素明 傅锡敏 薛新宇 周良富 吕晓兰 | 2013 | 农业工程学报2013，29，15： | 52 |
| 4 | 中国果园植保机械化技术与装备研究进展显示文摘果园植保是果园管理关键环节,其机械化发展水平直接影响水果种植的经济效益。为明确中国果园植保机械化技术与装备未来发展方向,该研究首先介绍了中国果园的主要种植方式、植保机械化发展水平及发展制约的因素,然后重点阐述了管道喷雾、风力辅助喷雾、静电喷雾、循环喷雾、变量喷雾和航空施药等植保机械化关键技术与装备的研究进展,概括分析了上述植保装备的农药利用率情况,最后结合中国果园种植特点提出了推广标准化果园种植方式、发展立体植保施药技术、推广专业化机械植保服务模式和研发智能植保机器人4个方面的建议,以期为中国果园植保机械化发展提供参考。 | 郑永军 陈炳太 吕昊暾 康峰 江世界 | 2020 | 农业工程学报2020，36，20： | 47 |
| 5 | 基于CFD离散相模型雾滴沉积特性的模拟分析显示文摘为分析三维空间中气流对雾滴飘移的影响,该文基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)离散相模型的粒子跟踪技术,研究了不同喷雾条件下的雾滴特性。该文在条件为3m×2m×2m的长方体计算区域,喷嘴置于长方体顶端(上表面的几何中心),在合适的边界条件参数下,对喷雾高度为0.25~2m,风速为0~3m/s变化范围内的雾滴沉积特性进行了分析。结果显示,雾滴的分布趋势(偏移量)随风速和喷雾高度大小而变化:雾滴的沉积量随喷雾高度和风速的增加逐渐减小,其最大值为100%(喷雾高度为0.25m,风速为0),最小值为7.2%(喷雾高度为2m,风速为3m/s),其沉积率最大值和最小值分别为79.07%和3.98%,并基于该方法建立了雾滴沉积量和沉积率的预测模型。该研究为精量施药提供参考。 | 孙国祥 汪小旵 丁为民 张瑜 | 2012 | 农业工程学报2012，28，6： | 37 |
| 6 | 3WQ-400型双气流辅助静电果园喷雾机设计与试验显示文摘为解决农药雾滴难以沉积到果树叶片背面,克服荷电雾滴荷电量在环境空间中快速衰退的难题。该文提出双气流辅助系统与静电喷雾系统相结合的方法,以拖拉机动力输出轴为液压传动系统动力源,研制了牵引式双气流辅助静电果园喷雾机。试验结果表明,19 k W的拖拉机动力配置可以满足系统动力要求,轴流风机和离心风机的转速分别为1 400、1 800 r/min可以满足所选试验对象对气流速度的要求;单个喷头喷出的雾滴在0.2 m处的荷质比为1.0 m C/kg,且在喷雾距离为1.8 m处依然带电;风送喷雾系统的垂直雾量分布规律、气流速度分布规律与纺锤型果树生物量分布规律相一致,其最大雾量与气流速度均出现在0.5~1.5 m范围内;在施药量为3.5 L/min,作业速度为0.84 m/s条件下,单侧喷雾时果树叶片正反面雾滴覆盖密度分别为115和47个/cm^2,可以满足防治害虫的要求;冠层前部静电喷雾雾滴覆盖密度比非静电喷雾提高了20%,而冠层后部雾滴覆盖密度仅提高了7.2%。该研究为风送静电喷雾机设计与使用提供了参考。 | 周良富 张玲 薛新宇 丁为民 孙竹 周晴晴 崔龙飞 | 2016 | 农业工程学报2016，32，16： | 39 |
| 7 | 环境友好型农药喷施机械研究进展与展望显示文摘在农林病虫害防治中,化学方法仍占主导地位,化学农药施用不当会引起农药浪费、环境污染和农药残留等问题。为此,本文阐述了国内外对农药雾化、在线混药、可变量控制、仿形喷雾、雾滴飘移控制、静电喷雾、智能对靶喷雾集成等关键技术的研究概况;综述了防飘移喷雾机、仿形喷雾机、喷杆喷雾机、杂草防除机械、果园喷雾机、智能喷雾机等6类典型地面植保机械的发展概况,以及包括植保无人机及其关键部件在内的典型航空植保机械的研究发展水平;提出了环境友好型农药喷施机械'绿色环保、精确高效'的研究理念,以及开展植保机器人与专用植保机械(植保机器人及其阵列、专用植保机械)研发、航空施药机具与植保无人机研究、智能物联农药喷雾系统(病虫草害靶标智能监测识别与防治预警系统、无线物联智能植保信息传输系统、立体智能协同农药喷雾系统)研究和植保机械关键技术(新型喷头及在线混药、智能化载运平台)研究等总体发展建议。 | 郑加强 徐幼林 | 2021 | 农业机械学报2021，52，3： | 36 |
| 8 | 超高地隙喷杆喷雾机风幕式防飘移技术研究显示文摘结合超高地隙喷雾机实际结构,应用ANSYS Fluent软件,采用标准k-ε湍流模型、离散相模型与Couple算法,建立了超高地隙喷杆喷雾机风幕式气流辅助施药技术雾滴沉积飘移分布模型,对飘移率与各影响因素之间的关系进行了仿真研究,确定了不同风机转速下雾滴飘移率与其各影响因素之间的函数关系,并对模拟研究结果的准确性进行了试验验证。研究结果表明,所建模拟模型能够比较准确地反映风幕系统各作业参数对雾滴飘移率的影响规律,其中辅助气流喷射角度、喷头水平安装位置、自然风风速、风机转速,以及辅助气流喷射角度和自然风风速、辅助气流喷射角度和风机转速、喷头水平安装位置和自然风风速、自然风风速和风机转速的交互作用都对飘移率有显著的影响。 | 张铁 杨学军 严荷荣 王俊 董祥 | 2012 | 农业机械学报2012，43，12： | 32 |
| 9 | 果园在线混药型静电喷雾机的设计与试验显示文摘为提高果园轻型机动喷雾机的作业性能,设计了一种果园在线混药型静电喷雾机,进行了混药均匀性与稳定性试验和静电喷雾沉积试验。试验测得混药均匀性和混药稳定性的最大变异系数分别为4.46%和3.51%。采用风辅静电喷雾方式的无冠层采样架上采样点正面的雾滴附着率相对于无风辅无静电喷雾方式分别提高了9.3%、46.3%和53.2%,采样点反面的雾滴附着率分别提高了82.9%、164.3%和184.2%。风辅静电喷雾下在仿真柑橘树冠层内部叶片正面的雾滴附着率为48个/cm2左右,叶片反面为37个/cm2,相对于无风辅无静电方式分别提高了166.7%和428.6%。试验结果表明:所设计的在线混药系统具有良好的混药性能,风辅静电式喷雾系统可提高雾滴吸附能力和穿透能力,能够满足25个/cm2的病虫害防治附着率要求。该研究为果园喷雾机的机构设计和性能优化提供参考。 | 杨洲 牛萌萌 李君 徐兴 许绩彤 陈兆春 | 2015 | 农业工程学报2015，31，21： | 33 |
| 10 | 风送式喷雾机导流器结构优化及试验研究显示文摘风送式喷雾机风筒内部结构影响风场的分布及喷雾机的效率。该文利用仿真方法,研究了风筒内导流片数目对内部流场的影响;仿真研究柱形导流器、锥形导流器及半椭球形导流器结构对风筒流场的出风速度、压力损失的影响;以效率高为优化目标,优化导流器的形式及结构;利用试验样机,对安装优化后导流器的风筒进行了实际测量,并与导流器优化前的测量结果进行了对比分析。仿真及试验结果表明:导流片数目一般以4~5为宜;导流器优化后,当风扇工作转速为2926.5r/min时,可节约电能4.88%。导流片的安装既有利于将风筒内的旋转气流转化为轴向的气流,同时又产生压力损失;导流器的结构对风筒的压力损失率、出风口风速产生较大的影响,其中半椭球导流器产生的压力损失率最小。 | 宋淑然 夏侯炳 卢玉华 洪添胜 阮耀灿 | 2012 | 农业工程学报2012，28，6： | 27 |
| 11 | 组合圆盘式果园风送喷雾机设计与试验显示文摘针对药液难以穿透篱笆型果树冠层,施药机具对果树冠层的适应性差等问题,提出双侧同时气流辅助喷雾方法,采用电动丝杆调节雾化器的上下左右运动,以变频法调节风机转速,设计了可根据果树外形来调节喷雾位置的组合圆盘式果树风送喷雾机。设计的圆盘式雾化器为单叶轮级(R级),风机叶轮直径为400 mm,当风机转速大于1 300 r/min时,风量大于1 m3/s;试验结果表明,组合喷雾执行装置完成升降、伸缩和旋转的时间分别为51.3、50.5、26.5 s;在0.4 MPa工作压力、风机转速为1 400 r/min时,不同喷头的喷雾量差异较小;雾滴粒径在射程方向上先增大后减小;垂直雾量分布的范围为1-2.4 m,雾量分布较均匀;在叶面积指数为37.6的非洲茉莉上,树冠外围的正反面覆盖率一致,冠层内叶片正反面覆盖率分别达到为12.77%和9.74%,最小雾滴数为47滴/cm^2,大于通用试验方法对风送喷雾中喷幅界定的20滴/cm^2。该研究为篱笆型果树病虫害防治提供新装备,为果园风送喷雾机改进设计提供参考。 | 周良富 傅锡敏 丁为民 丁素明 陈健 陈政君 | 2015 | 农业工程学报2015，31，10： | 27 |
| 12 | 果树喷雾用圆盘风扇三维气流速度场数值模拟与验证显示文摘为研究用于果树风送喷雾的圆盘风扇气流速度场分布特性,采用k-ε紊流模型和稳态求解方法,设置合适的边界条件,对单、双风扇不同出口风速的气流速度场进行三维稳态数值模拟和试验验证。结果表明,双风扇同时送风时,在离两风扇中心1~3m的范围内,中心区域的风速明显小于两边的风速,在3~5m的范围内中心区域的风速和两边的风速相差不大。模拟值与试验值对比表明变化趋势一致,二者的拟合直线决定系数R2分别为0.8044和0.7957,所建模型可以比较准确地模拟风扇气流速度场的分布。 | 陈发元 汪小旵 丁为民 傅锡敏 吕晓兰 何国敏 | 2010 | 农业机械学报2010，41，8： | 25 |
| 13 | 果园风送喷雾机导流板角度对气流场三维分布的影响显示文摘风送喷雾条件下,雾滴是在空气流携带下进入果树冠层的各个部位,所以喷雾机气流场的运动和分布对雾滴的分布和穿透非常重要。为了研究果园风送喷雾机导流板角度变化对外部气流速度场三维空间分布的影响,该文采用ICEM建立几何模型,并进行全结构网格划分,采用k-ε湍流模型和CFX求解器进行数值求解。通过变换上导流板角度(30°、45°、60°、90°)与下导流板角度(0°、10°、20°、30°),来模拟分析风机外部流场在各工况下的空间稳态流场、湍流状态,以及对气流场空间分布的影响。结果表明,下导流板角度由0°增加至30°过程中,由于地面摩擦阻力对气流的影响逐渐减小,同时地面摩擦阻力与两侧空气阻力形成的夹角越来越大,因此单一气流束逐渐分成3条气流束,这样的气流分布优于单一方向气流对果树枝叶的吹动效果,有利于气流携带雾滴进入果树冠层;上下导流板导向气流主要集中在导流板指向区域,因此,导流板的角度设置应根据树冠高度、树干高度来调整。通过设置合理的导流板角度,使得风场分布与果树冠形相吻合,达到仿形喷雾效果。对于行距4 m、树高3.0~3.2 m的果园喷雾,上、下导流板角度均为30°;对于棚架果园,上导流板角度为90°(或卸掉上导流板),下导流板为30°。该研究有利于指导田间喷雾作业、喷雾参数调整,可达到更好的喷雾效果、减少环境污染。 | 吕晓兰 张美娜 常有宏 雷哓晖 杨青松 | 2017 | 农业工程学报2017，33，15： | 25 |
| 14 | “Π”型循环喷雾机设计显示文摘针对篱壁式种植葡萄缺乏病虫害防治专业施药机具,农药利用率低等问题,设计了能够将未沉积在靶标上的农药雾滴截留回收再利用的'Π'型循环喷雾机,并测试了该喷雾机的药液回收率与冠层中药液沉积分布状态。结果显示:两侧喷杆交错喷雾和喷头上仰能够提高药液回收率44.0%和18.4%,并能够增加冠层内部与叶片背面药液沉积量。栅格端面罩盖能够有效改变气流方向,提高药液回收率10%以上。 | 宋坚利 何雄奎 张京 刘亚佳 曾爱军 | 2012 | 农业机械学报2012，43，4： | 24 |
| 15 | 靶标周围流场对风送喷雾雾滴沉积影响的CFD模拟及验证显示文摘该文主要探讨在温室环境中用气流辅助方式喷施农药时,施药对象(靶标)周围的流场对雾滴飞行轨迹及雾滴附着行为产生的影响,以期为精准施药技术提供参考。该文基于CFD模拟,用离散相粒子跟踪法模拟流场中的雾滴运动轨迹,在此基础上探寻雾滴附着靶标的条件,并采用试验手段验证模拟结果的可靠性。研究表明,在靶标附近区域,对区域内的雾滴轨迹进行分析后,得出了雾滴在靶标上表面实现附着的时间条件,即雾滴从进口处运行到靶标边缘所需的时间必须比雾滴从进口处运行到靶标上表面等高位置所用时间长,雾滴才能实现附着;喷雾过程中靶标下方存在雾滴不能到达的遮挡区域,靶标对雾滴运动的遮挡长度与喷雾角度有关;气流速度与雾滴粒径是雾滴附着靶标的关键因素,在雾滴粒径为50μm,喷雾角度为60°的情况下,喷雾速度越高,流场中靶标上表面压力越大,喷雾雾滴的沉积率越低。 | 王景旭 祁力钧 夏前锦 | 2015 | 农业工程学报2015，31，11： | 23 |
| 16 | 圆盘雾化器风力性能数值模拟与试验显示文摘采用试验与计算机模拟相结合方法,研究了圆盘雾化器最佳工作转速,不同转速下圆盘雾化器的气流速度场,并进行试验验证。结果显示,圆盘雾化器在选定的叶轮下,最佳工作转速为1 400 r/min;圆盘雾化器气流速度场基本呈轴对称形状,气流速度以一定的扩散角在中心平面内扩散,而且气流速度沿中心线逐步衰减;模拟值与试验值相关性较好。 | 周良富 张晓辛 吕晓兰 丁素明 | 2012 | 农业机械学报2012，43，10： | 17 |
| 17 | 风送式喷雾机喷筒结构优化数值模拟与试验显示文摘采用动参考系模型,将可动风机的转速作为仿真的初始值,分段划分喷筒内计算区域中的网格,利用数值及正交试验的方法,对风送式喷雾机的喷筒结构进行了优化设计,仿真计算喷筒出口处的风速。为验证模型的正确性,在对应风机转速下,实测了喷筒出口各采样点的风速,并将实测值与仿真结果进行了覆盖率统计及χ2检验。结果表明:影响喷筒压力损失及喷筒出口风速的因素依次为:出风口直径、柱形喷筒长度、锥形喷筒长度;在喷筒出口采样点上,仿真计算出的风速区间覆盖实测风速的概率为95%;χ2检验表明在水平0.05下,喷筒出风口风速的仿真值均服从其实际测量值的分布;因此,利用动参考系方法,以风机转速为初始条件,对喷筒出风口速度的数值模拟是可信的。 | 宋淑然 夏侯炳 刘洪山 洪添胜 孙道宗 卢玉华 | 2013 | 农业机械学报2013，44，6： | 17 |
| 18 | 喷杆喷雾机风助风筒流场分析与结构优化显示文摘针对气流辅助式喷杆喷雾机的风助风筒原始设计中存在耗气量大、效率低、风速变异系数大的缺点,采用计算流体动力学(CFD)对风助风筒内外流场的三维区域进行了仿真。仿真结果表明:原型风筒内流场存在强旋流、流道窄的缺点,并导致工作外流场风速变异系数大。针对上述两种流场的问题,提出改进设计方案:对于外流场风速变异系数大的问题,采用减小出口尺寸和出口间距,可大大减小风速变异系数,但不能从根本上改变流场结构;为克服内流场强旋流、流道窄的不足,在上述结构参数优化基础上,增加导流板装置,减小速度变异较大区域的出口间距,最终优化结果满足设计要求。样机试验表明设计方案实现了高效和风速变异小的风幕。 | 刘雪美 张晓辉 侯存良 | 2011 | 农业机械学报2011，42，4： | 16 |
| 19 | 基于Porous模型的多旋翼植保无人机下洗气流分布研究显示文摘植保无人机进行果树施药时,果树冠层周围及内部的下洗气流时空分布对雾滴的附着和分布有重大影响,为明确无人机下洗气流时空分布规律,针对六旋翼植保无人机,结合RANS方程、RNG k-ε湍流模型、Porous模型、滑移网格技术及SIMPLE算法,建立了六旋翼植保无人机悬停施药下洗气流时空分布的三维CFD模型。数值模拟结果表明:无果树时,旋翼下洗气流近似呈'圆柱形'向下发展,到达地面后形成地面铺展,在旋翼正下方0. 6~1. 7 m区域内出现速度范围为3. 0~4. 0 m/s的'Z方向(竖直向下)速度稳定区';有果树时,冠层对旋翼下洗气流有明显的阻挡作用,不再出现'Z方向速度稳定区'。以本文模拟的3棵果树为例,Ⅰ号果树冠层周围气流从冠层上半部区域开始呈'圆锥形'向下发展,以一倾斜角发展到地面形成小范围地面铺展,地面铺展末端出现近地面卷扬,Ⅱ、Ⅲ号果树冠层周围气流卷扬严重,在计算区域内无明显地面铺展;旋翼中心正下方Z方向速度最大接近8 m/s,随着冠层压力损失系数的增大,旋翼中心正下方Z方向速度衰减加快,同时旋翼气流向四周产生扩散;计算冠层内部Z方向最大速度衰减比发现,除Ⅲ号果树冠层下半部,无果树和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号果树冠层内部Z方向最大速度衰减比依次增大。试验表明,无果树时旋翼正下方0. 3、0. 8、1. 3、1. 8 m处和近地面2. 3 m处试验值与模拟值的相对误差分别在10%以内和不大于25%,总体拟合优度0. 984 6,数值模拟准确;试验果树与模拟果树冠层内部的气流速度分布规律具有很好的一致性。 | 张豪 祁力钧 吴亚垒 刘婠婠 程浈浈 MUSIU E | 2019 | 农业机械学报2019，50，2： | 16 |
| 20 | 背负式喷雾器雾滴分布特性的CFD模拟与试验显示文摘为了解决不同喷雾条件对背负式喷雾器雾滴分布的影响问题,采用CFD离散相粒子跟踪模拟方法,研究了距喷嘴垂直高度分别为0.4、0.55和0.7m,喷雾压力分别为0.15、0.2、0.3和0.35MPa,风速分别为0、1、2、3m/s情况下,雾滴沉积分布和粒径分布特性,并进行试验验证。结果表明:沉积率受风速影响显著,随风速增大而降低,但沉积率受喷雾压力影响不显著。模拟与试验结果回归决定系数R2和标准误差SE分别为0.9424、0.039,表明CFD离散相粒子跟踪模拟法可用于评估雾滴沉积分布。雾滴粒径分布模拟结果与试验结果相关性差,CFD模拟法不宜用于评估雾滴粒径分布情况。该研究为后续各类喷雾器数据测量提供参考。 | 孙国祥 李永博 汪小旵 丁为民 郁金 | 2012 | 农业工程学报2012，28，20： | 15 |
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