閆國琦 田鵬 莫嘉嗣 謝恒 韋慧玲

摘 要：船式水田機(jī)械作業(yè)過程中水田泥面與船體之間的阻力占了總機(jī)械功耗的一定比例。前期研究發(fā)現(xiàn)船式水田機(jī)械在啟動(dòng)或較低速行進(jìn)時(shí)阻力遠(yuǎn)大于額定速度阻力這一特殊現(xiàn)象，該現(xiàn)象影響船式機(jī)械動(dòng)力匹配和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在設(shè)定試驗(yàn)條件下測(cè)得阻力畸變臨界速度為0.025 m/s，該研究分析多種阻力介質(zhì)條件下阻力畸變機(jī)理，基于水膜減阻機(jī)理，提出一種鱷魚腹部宏觀結(jié)構(gòu)仿生減阻方法，并試制了兩種仿生表面結(jié)構(gòu)船板，該結(jié)構(gòu)利于在船體底面形成水膜，改變阻力介質(zhì)層結(jié)構(gòu)以減少行進(jìn)阻力。設(shè)計(jì)制作一套速度可控的小型水田船板試驗(yàn)裝置，通過正交試驗(yàn)比對(duì)傳統(tǒng)光滑表面的船板，試驗(yàn)結(jié)果證明，表面具有長(zhǎng)方形連通凹槽網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的船板在低速的時(shí)候比六邊形結(jié)構(gòu)船板具有更好的減阻效果。但當(dāng)速度逐漸增加并接近阻力臨界畸變點(diǎn)的時(shí)候，六邊形結(jié)構(gòu)減阻效果變得比長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)的效果好。通過正交試驗(yàn)可得最佳的減阻效果組合參數(shù)是六邊形船板在載重質(zhì)量2.5 kg，行進(jìn)速度0.025 m/s時(shí)，可減小行進(jìn)阻力6.3%。

關(guān)鍵詞：船式水田機(jī)械;低速;阻力畸變;仿生;減阻;鱷魚

DOI： 10.25165/j.ijabe.20201302.5417

引用信息： Yan G Q， Tian P， Mo J S， Xie H， Wei H L.? Low-velocity resistance distortion and bionic drag reduction for ship-type paddy field machinery.? Int J Agric & Biol Eng， 2020; 13（2）： 7–14.