Моделирование истечения семян кунжута при колебательном дозировании семян устройством c использованием DEM

Введение. Кунжутная культура является одной из самых важных экспортных культур во многих странах мира, особенно в Африке. Чтобы удовлетворить сельскохозяйственные требования точного высева, были разработаны различные типы сеялок. Проведены численные исследования по изучению оптимизации параметров прецизионного высева. Одним из таких параметров, влияющих на качество работы прецизионной сеялки, является истечение зерна из дозатора семян. Материалы и методы. Чтобы поддерживать хорошие непрерывные рабочие характеристики в колеблющейся сеялке, важно следить за расходом семян в режиме реального времени и автоматически регулировать колебательные параметры. Существующие методы исследования, такие как создание прототипа и наблюдение за процессом с использованием скоростной съемки, из-за хаотичного движения частиц не позволяют получить достаточное количество данных для понимания траектории и скорости перемещения частиц (существующие уравнения движения частиц при моделировании процесса высева не позволяют учесть взаимодействие частиц, имеющих различные формы), коэффициенты трения качения и скольжения, модули упругости материалов частиц и рабочего органа. В этом исследовании поток семян кунжута в колеблющейся сеялке точного высева был воссоздан с использованием метода имитационного моделирования метода дискретных элементов. Целью исследования являлось создание имитационной модели высевающего аппарата вибрационного типа на примере высева семян кунжута и последующей оценки эффективности его модели, а также возможности дальнейшей оптимизации и прогнозирования высева семян этим аппаратом. Результаты исследования. Анализ результатов показал, что во время моделирования скорость высева семян кунжута при выходе из отверстия имеет существенные различия по величине и направлению. Приведенные в статье результаты показывают, что при открытии отверстия в высевающем аппарате из него выходит от нуля до четырех семян. Полученная модель позволяет проводить наблюдения за поведением каждой частицы семени кунжута, проводить анализ ее траектории, скорости движения и сил, действующих на нее в любой момент времени, а также при варьировании параметров получать зависимости неравномерности высева от кинематических и геометрических параметров работы устройства. Обсуждение и заключение. Полученные результаты имитационного моделирования обеспечивают эффективный метод прогнозирования расхода семян кунжута в колеблющемся дозаторе семян, что служит основой для оптимизации кинематических и геометрических параметров работы вибрационного высевающего аппарата с целью повышения эффективности его работы. Данная модель является универсальной и может быть адаптирована к высеву других сельскохозяйственных культур.