轻小型移动喷灌机组低能耗遗传算法优化设计     

王新坤  袁寿其  朱兴业  涂琴 《农业机械学报》2010,41(10):58-62

合理配置与优化设计喷灌机组有助于实现机组装置效率最大化,有效降低能量消耗。以能耗最小为目标,以水泵-管路运行工况、喷头最小工作压力和喷头压力极差率为约束条件,以喷头配置数量、管道直径和末端喷头压力为决策变量,建立轻小型移动喷灌机组优化数学模型,提出基于遗传算法的优化设计方法。在满足喷灌设计参数条件下,模型与算法能够优化喷头数量、管道直径,还能够对系统流量、压力、效率、单位能耗等工作参数进行计算与设计,同时保证水泵与管路同在优化的工况下工作,算例分析表明优化后机组的能耗降低14.2%。只需输入设计要求的已知条件,算法程序就能自行运算出优化结果,运算结果稳定可靠、求解速度快、精度高,具有良好的通用性和实用性。  相似文献   

单翼迷宫灌水器进口流场数值模拟与结构优化   总被引：1，自引：0，他引：1  

王新坤  李亚飞 《排灌机械》2009,27(1):60-63

针对单翼迷宫式滴灌灌水器工程应用中,大多数堵塞都发生在灌水器进口及其邻近区域的问题,对单翼迷宫式滴灌灌水器进口结构特性和水力性能进行分析,并对内部流场的计算流体进行动力学（CFD）数值模拟研究,发现目前广泛使用的单翼迷宫式滴灌灌水器的进口在实现灌水器多进口安全保障、过滤、抗堵塞等功能方面的设计存在不足之处.应用CAD-CFD技术改进单翼迷宫式滴灌灌水器进口的结构,优化其水力性能.改进后的灌水器5个进口流量基本相同,流速分布也较为均匀.不存在超低流速区,能有效减少灌水器进口的沉积和堵塞,提高灌水器的抗堵塞能力,实现了多进口的安全保障功能.  相似文献   

射流三通产生的脉冲波对灌水器水力与抗堵塞特性的影响     

王新坤  靳彬彬  樊二东  姚吉成  张晨曦  王轩  薛子龙 《农业工程学报》2020,36(2):113-119

该文应用CFD两相流模拟与水力试验相结合的方法,研究射流三通产生的脉冲水流对灌水器流道水力性能和抗堵塞性能的影响。进行射流三通水力性能试验,获取其脉冲参数(振幅、周期),用以生成波动压力,为数值模拟提供参考;对比射流三通、普通三通下定制灌水器出口流量的模拟值与实测值,验证模拟方法的可行性;数值模拟研究不同时刻脉冲条件下含沙量在流道的分布情况和不同密度、不同粒径颗粒的运动路径及速度变化。结果表明,射流三通产生的波形与同参数正弦波波形类似,可由正弦波代替射流三通波进行模拟。射流三通波形压力和恒压下的流量的实测值与模拟值之间的相对误差在7%以内;脉冲条件下灌水器流道的主流区和漩涡区都具有脉冲性能。脉冲条件下流道最大含沙量低于恒压条件下的22%。同一密度不同粒径条件下,恒压条件高于脉冲水流下颗粒路径的1.21%~26.9%,同一粒径不同密度条件下,恒压高于脉冲水流条件颗粒路径的3.25%~9.6%。综上,射流三通产生的脉冲波能够提高水流的挟沙能力和抗堵塞性能。  相似文献   

多重群体遗传算法优化树状给水管网   总被引：3，自引：1，他引：3  

王新坤  蔡焕杰 《农业工程学报》2004,20(6):20-22

该文提出一种以管网年费用为目标函数，以管长、标准管径和水泵扬程为决策变量的机压树状给水管网优化数学模型，并给出其多重群体遗传算法求解方法，该算法以目标函数加模拟退火约束惩罚函数为适应值的评价函数，采用跨世代选择策略，更好地保持进化过程中的遗传多样性。仿真结果表明，该模型与算法在求解机压树状管网优化问题上的表现是良好的。  相似文献   

基于遗传算法的微灌坡地双向毛管管径优化   总被引：2，自引：1，他引：2  

王新坤 《农业机械学报》2007,38(9):108-111

微灌管网毛管的设计,直接影响到工程费用和灌水质量。提出了一种基于遗传算法的坡地双向毛管管径的优化方法,能获得毛管最优管径和灌水器平均流量、灌水均匀度等灌水质量控制指标,同时能确定毛管最佳分流点位置和毛管进口压力等运行控制参数。实例结果表明,模型与算法的求解时间为9s,计算精度达到0.001%,具有很好的通用性和实用性。  相似文献   

单井膜下滴灌灌溉制度优化     

王新坤  蔡焕杰  曹兵 《灌溉排水学报》2002,21(3):12-16

根据单井膜下滴灌系统运行中 ,机井出流量均匀无调蓄能力、灌水定额小、周期短的特点 ,提出单井出流量一定条件下作物各生长阶段水量分配及单井控制面积优化方法 ,建立了与膜下滴灌系统相适应以周为时段的灌溉制度优化模型 ,并结合实例进行了计算与分析。  相似文献   

中国节水灌溉装备发展现状、问题、趋势与建议   总被引：11，自引：0，他引：11  

袁寿其  李红  王新坤 《排灌机械》2015,(1)

节水灌溉装备在提高农业用水效率、农民增产增收及生态环境建设等方面发挥着重要作用,对于缓解水资源短缺矛盾、保证国家粮食安全、推动农村经济可持续发展具有重要的战略地位。经过近60 a 的发展,节水灌溉装备在理论研究、技术水平等方面取得了长足进步,生产规模基本能满足中国节水灌溉发展的需要,但自主研发能力较弱,在产品质量、技术性能、可靠性等方面还有待于进一步提高。加强基础理论研究,提高自主创新能力,研发多功能、低能耗、低成本、智能化、精准化、绿色化的节水灌溉装备,是今后的发展趋势。建议开展丘陵山区节水灌溉综合配套技术与装备的研究,研制多功能、智能化精确喷灌机组,开发低成本高效水肥药协同精准灌溉技术与装备,研究清洁能源节水灌溉装备与技术,促进我国节水灌溉装备行业的健康全面发展。  相似文献   

微润灌溉技术自动控制的研究     

程岩  王新坤  朱燕翔  杨玉超 《节水灌溉》2016,(1):91-94

微润灌溉是目前较为节水的一种灌溉技术,在山区、丘陵等严重缺水地区都可以使用,实现其自动控制将具有非常重要意义。选用电磁阀来控制水箱水位,根据作物的日常需水量,设定水箱液位的范围,运用可编程逻辑控制器来控制电磁阀的开闭,使得水箱中液位在设定值范围,大大提高了系统工作效率。  相似文献   

我国排灌机械的研究现状与展望   总被引：6，自引：1，他引：5  

袁寿其  王新坤 《农业机械学报》2008,39(10):52-58

排灌机械在我国农田灌溉、排涝抗旱、保障农业稳定高产及生态环境建设等方面发挥着重要作用,具有广阔的市场空间与发展前景.经过50多年的发展,排灌机械在理论研究、技术性能和制造水平等方面已经取得了长足进步,但在产品的安全可靠性、品种规格、性能质量、配套程度及售后服务等方面还有待于进一步提高.应加大新技术、新材料、新工艺在排灌机械领域的研究与应用力度,加强基础理论研究,改进和完善产品性能,提高设备与技术的可靠性、配套性和先进性,推动排灌机械向高效、多功能、低能耗、环保、智能化方向发展.  相似文献   

支毛管安装射流三通的滴灌系统水力性能研究     

王新坤  薛子龙  肖思强  樊二东  徐胜荣  王轩  张晨曦 《农业工程学报》2019,35(8):134-139

为分析脉冲水流对滴灌系统水力性能的影响规律,该文基于射流附壁和切换原理设计了一种支管射流三通,并与毛管射流三通开展组合试验。在毛管铺设长度为60 m,4种支管三通进口水头(9.5、12、14、15.5 m)条件下,研究支毛管安装射流三通或普通三通时灌水小区的灌水均匀度、脉冲频率与水头损失变化规律,并建立描述支管射流三通出口流量和压力的拟合关系式。结果表明,当支毛管三通均采用射流三通时,支毛管中均为间歇性脉冲水流,脉冲频率随支管进口水头增加而递增;毛管滴头流量在1.2～2.2L/h之间,沿程水头损失在0.9～1.6m之间;灌水均匀性系数在95.88%～98.56%之间,流量偏差率在8.35%～15.14%之间,灌水均匀度最高。根据研究结果,确定了灌水小区中支毛管三通的最优组合方式,可为射流技术在脉冲滴灌系统的研究、开发与应用提供理论依据。  相似文献