分类： 农、林、牧、渔 >> 农、林、牧、渔业科学其他学科 提交时间： 2023-02-17 合作期刊: 《智慧农业（中英文）》
摘要： 塔式果园风送喷雾机是目前普遍使用的果园喷雾机，塔式结构易产生旋转和不规则的垂直气流， 导致喷雾机出风口两侧风场分布不对称，且分布规律不易预测。为探究适用塔式果园风送喷雾机出风口风 场建模方法，本研究基于喷雾机出风口风场计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD） 建模方 法，提出了用户定义函数（User-Defined Function，UDF） 分段式三维风速入口边界条件设置方法，并研究 了湍流模型和计算域尺寸对喷雾机CFD风场模拟结果的影响特性。采用Fluent软件，建立了三种CFD模型： 模型一以11个区域的平均风速作为边界条件; 模型二采用UDF分段式三维风速入口作为边界条件; 为进一 步研究计算域尺寸对风场模拟的影响，建立了小计算域尺寸的模型三。三种模型均采用基于雷诺时均控制 （Reynolds-Averaged Navier-Stokes，RANS） 方程的k - 湍流模型和k - 湍流模型进行风场计算。为了验证模 型的可靠性，设计了空间风场立体测量系统，实现了精确快速空间风速测量。验证结果表明，Standard k - 、 Realizable k - 、BSL k - 和SST k - 湍流模型较适合风场CFD建模，其中Standard k - 湍流模型运算结果最 优，模型决定系数R2为0.81。基于UDF分段式三维风速入口边界条件设置方法不仅提高了仿真结果的准确 性（提高了5%），而且降低了计算的复杂性。在其他参数设置相同的情况下，大尺寸计算域模型的性能略优 于小尺寸计算域。实际建模过程中建议根据计算机计算能力、仿真的实际要求设置合适的计算域尺寸。本 研究结果可为喷雾机出风口风场CFD建模方法提供参考。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农、林、牧、渔业科学其他学科 提交时间： 2023-02-17 合作期刊: 《智慧农业（中英文）》
摘要： 无人机具有作业效率高、地形适应性好等独特优势，近年在农林业中应用范围不断扩大，相关研 究成果数量呈快速上升式发展。为掌握无人机农林应用全球研究态势，本研究采集20112020年期间Web of Science 核心合集数据库中无人机农林应用全球研究相关文献数据，利用VOSviewer等统计软件对文献进行 科学计量分析。分析结果表明，自2017年开始，无人机农林业应用研究发文数量快速增加，全球已有94个 国家/地区、1778个机构开展了研究; 发文量排名前三位的国家依次是美国、中国和澳大利亚，表明这三个 国家从事无人机农林业应用的科研实力强，学术影响力大; 共有398种期刊发表了有关无人机农林业应用研 究文章，约占全部收录期刊的1.90%，说明更多的期刊开始关注无人机农林业应用研究; 发文最多的期刊是 由MDPI主办的Remote Sensing; 被引次数最多的文章内容主要是关注无人机系统在摄影测量和遥感上的传 感、导航、定位和通用数据处理等的研究现状。此外，对无人机农林业应用研究热点进行分析发现，无人 机施药、无人机病虫害遥感、植物表型获取是无人机农林业应用的主要研究热点。本研究可为无人机在农 林业上的创新研究、科研团队之间的合作提供参考。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农、林、牧、渔业科学其他学科 提交时间： 2023-02-17 合作期刊: 《智慧农业（中英文）》
摘要： 随着植保无人机在精细农业上的应用日益增长，目前在植保无人机下洗风场演化及其作用下的雾 滴沉积飘移过程的数值模拟方法取得了快速多样化发展，但对各方法的优势、缺陷、适用范围及验证手段 仍缺乏系统的梳理。本文针对无粘模型、计算流体力学模型及格子玻尔兹曼模型分别开展论述。基于涡元 法的无粘尾涡模型优势在于计算过程简单，但由于缺乏粘性和湍流模型，其雾滴沉积飘移模拟精度较低。 计算流体力学模型又分为有限体积法与有限差分法。其中，有限体积法鲁棒性高，可适用于各种复杂环境 的模拟，但格式精度有限，其模拟的翼尖涡耗散速度远快于实际情况; 有限差分法能够实现对翼尖涡演化 的高时空精度模拟，但其存在网格结构化要求高，算力要求过大等问题。格子玻尔兹曼方法在计算具有复 杂边界条件和非平稳运动物体的三维流场问题中具备优势，但其在功能多样性和完备性上还存在不足。上 述数值模型精度还需综合运用田间实验及室内实验，如高速粒子图像测速（Particle Image Velocimetry，PIV） 或相位多普勒测速（Phase Doppler Interferometry，PDI） 方法进行验证和优化。最后，本文提出了未来植保 无人机施药模拟及验证方法发展方向。
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