Calibración de parámetros de simulación de elementos discretos y construcción de modelo para la interacción entre suelo alcalino salino costero y componentes de trabajo del suelo
Autores: Xu, Nan; Xin, Zhenbo; Yuan, Jin; Gao, Zenghui; Tian, Yu; Xia, Chao; Liu, Xuemei; Wang, Dongwei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Calibración de parámetros de simulación de elementos discretos y construcción de modelo para la interacción entre suelo alcalino salino costero y componentes de trabajo del suelo
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Tierra alcalina salina costera
Simulación de elementos discretos
Propiedades físicas
Compactación del suelo
Modelo de superficie de respuesta
Análisis de optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Hay aproximadamente 36.7 millones de hectáreas de tierras alcalinas salinas disponibles en China. Para mejorar el valor de utilización integral de las tierras alcalinas salinas costeras y aumentar los rendimientos de los cultivos en estas áreas, es esencial llevar a cabo investigaciones sobre la optimización del rendimiento operativo de los componentes de contacto de suelo de alto rendimiento a la luz de las características del suelo de las tierras alcalinas salinas costeras. La simulación de elementos discretos puede ser utilizada para investigar los mecanismos operativos de varios componentes clave. Sin embargo, en la actualidad, existe una escasez de modelos de elementos discretos para los parámetros físicos clave y la estructura del suelo de las tierras alcalinas salinas costeras. En este artículo, se muestreó un suelo típico de campo alcalino salino costero, y se midieron las propiedades físicas del suelo alcalino salino, incluyendo el contenido de sal, contenido de humedad, distribución del tamaño de partículas y tamaño de partículas, así como parámetros intrínsecos como compactación del suelo, densidad, relación de Poisson y módulo de cizallamiento. Se empleó el modelo de contacto Hertz Mindlin con unión. Se llevaron a cabo experimentos físicos sobre ángulos de acumulación de suelo a diferentes profundidades utilizando el método de elevación cilíndrica. Posteriormente, mediante el método de elementos discretos y el método de diseño experimental BBD, se estableció un modelo de superficie de respuesta y se realizó un análisis de optimización de los parámetros óptimos para el coeficiente de recuperación de colisión suelo-suelo, coeficiente de fricción estática y coeficiente de fricción dinámica en cada profundidad. Se instalaron bancos de pruebas para medir el coeficiente de recuperación de colisión, coeficiente de fricción estática y coeficiente de fricción de rodadura del suelo alcalino salino en -65Mn, se derivaron fórmulas de cálculo para cada parámetro y se obtuvieron los parámetros de contacto entre el suelo a diferentes profundidades y 65Mn. Los resultados de la prueba de ángulo de fricción deslizante en diferentes profundidades de suelo alcalino salino en -65Mn fueron verificados posteriormente utilizando el método de elementos discretos, con un error máximo del 3.11%, que se encuentra dentro del rango permitido. Esto sugiere que los resultados de calibración de los parámetros de simulación de elementos discretos para la interacción entre el suelo y los componentes de contacto son confiables, proporcionando datos y soporte de modelo para futuras investigaciones sobre la mejora del rendimiento operativo de los componentes de contacto de alto rendimiento.
Descripción
Hay aproximadamente 36.7 millones de hectáreas de tierras alcalinas salinas disponibles en China. Para mejorar el valor de utilización integral de las tierras alcalinas salinas costeras y aumentar los rendimientos de los cultivos en estas áreas, es esencial llevar a cabo investigaciones sobre la optimización del rendimiento operativo de los componentes de contacto de suelo de alto rendimiento a la luz de las características del suelo de las tierras alcalinas salinas costeras. La simulación de elementos discretos puede ser utilizada para investigar los mecanismos operativos de varios componentes clave. Sin embargo, en la actualidad, existe una escasez de modelos de elementos discretos para los parámetros físicos clave y la estructura del suelo de las tierras alcalinas salinas costeras. En este artículo, se muestreó un suelo típico de campo alcalino salino costero, y se midieron las propiedades físicas del suelo alcalino salino, incluyendo el contenido de sal, contenido de humedad, distribución del tamaño de partículas y tamaño de partículas, así como parámetros intrínsecos como compactación del suelo, densidad, relación de Poisson y módulo de cizallamiento. Se empleó el modelo de contacto Hertz Mindlin con unión. Se llevaron a cabo experimentos físicos sobre ángulos de acumulación de suelo a diferentes profundidades utilizando el método de elevación cilíndrica. Posteriormente, mediante el método de elementos discretos y el método de diseño experimental BBD, se estableció un modelo de superficie de respuesta y se realizó un análisis de optimización de los parámetros óptimos para el coeficiente de recuperación de colisión suelo-suelo, coeficiente de fricción estática y coeficiente de fricción dinámica en cada profundidad. Se instalaron bancos de pruebas para medir el coeficiente de recuperación de colisión, coeficiente de fricción estática y coeficiente de fricción de rodadura del suelo alcalino salino en -65Mn, se derivaron fórmulas de cálculo para cada parámetro y se obtuvieron los parámetros de contacto entre el suelo a diferentes profundidades y 65Mn. Los resultados de la prueba de ángulo de fricción deslizante en diferentes profundidades de suelo alcalino salino en -65Mn fueron verificados posteriormente utilizando el método de elementos discretos, con un error máximo del 3.11%, que se encuentra dentro del rango permitido. Esto sugiere que los resultados de calibración de los parámetros de simulación de elementos discretos para la interacción entre el suelo y los componentes de contacto son confiables, proporcionando datos y soporte de modelo para futuras investigaciones sobre la mejora del rendimiento operativo de los componentes de contacto de alto rendimiento.