基于CFD—DEM耦合仿真的烟草移栽机锥形浇水喷嘴优化设计

来源：中国农机化学报杂志2026年第4期北京时间：

作者：郑文鑫, 罗浩, 陈献勇, 王居飞, 武新慧, 翁武雄

单位：1. 福建农林大学机电工程学院，福州市，350108； 2. 现代农业装备福建省高校工程研究中心，福州市，350108； 3. 中国烟草总公司福建省公司，福州市，350003

摘要：针对移栽机作业时水流冲击过大可能导致烟苗倒伏的问题，设计一种锥形浇水喷嘴。通过建立喷嘴Fluent流体模型、烟苗及土壤EDEM离散元模型，以孔直径、孔数目与孔角度为试验因素，以烟苗直立度为评价指标，利用Fluent流体与EDEM离散元耦合仿真进行单因素与多因素仿真试验，获得浇水喷嘴的最优参数组合：孔直径为12.4 mm、孔数目为20个、孔角度为61.6°，此时烟苗直立度为71.2°。进一步进行仿真与台架验证试验，结果显示，在最优参数组合下烟苗直立度分别为66.4°、64.9°，绝对误差分别为6.74%、8.85%，表明模型拟合结果可靠。研究结果可为移栽机浇水装置的仿真与优化设计提供一定的借鉴参考。

关键词：烟草移栽机,锥形浇水喷嘴,耦合仿真,烟苗直立度,流体分析,离散元分析

基金资助：福建省自然科学基金项目(2024J01422)；福建农林大学科技创新专项基金项目(KFB23163A)；中国烟草总公司福建省公司科技计划项目(2024350000240036)