棉花冠层对无人机下洗气流和雾滴沉积的影响

来源：中国农机化学报杂志2025年第9期北京时间：

作者：杨冰冰, 周建平, 许燕, 唐虎, 刘子贺

单位：（1. 新疆大学智能制造现代产业学院，乌鲁木齐市，830017；2. 新疆维吾尔自治区农牧机器人及智能装备工程研究中心，乌鲁木齐市，830017）

摘要：为探究EA30X无人机田间作业时棉花冠层对无人机下洗气流和雾滴沉积的影响，采用Lattice Boltzmann Method（LBM）方法、Extended Messinger多孔模型对EA30X无人机下洗气流和棉花冠层的交互作用进行数值模拟，探究无人机飞行速度为4~6 m/s和飞行高度为2.5~3.5 m时，下洗气流在冠层的分布状态，并通过田间试验进行验证。结果表明：在悬停状态下，无冠层时，下洗气流在达到地面时向四周延伸，产生卷扬气流；有冠层时，下洗气流达到冠层时会产生卷扬气流，冠层会抑制气流向四周扩散；无人机飞行高度为3 m时，飞行速度从4 m/s增加到6 m/s，下洗气流到达棉株的偏转距离增大；在飞行速度为4 m/s时，飞行高度从2.5 m增加到3.5 m，下洗气流在冠层上方发生气流二次偏转；通过三水平三因素正交试验可得无人机的最佳作业参数：飞行速度为4 m/s、飞行高度为2.5 m、喷洒量为2.5 L/min，此时棉田冠层上、中、下层雾滴沉积量分别为0.164 59 μL/cm2、0.083 55 μL/cm2、0.053 13 μL/cm2。

关键词：植保无人机,格子—玻尔兹曼,多孔模型,棉花冠层,雾滴

基金资助：新疆维吾尔自治区天山英才—科技创新领军（2022TSYCLJ0044）；天山创新团队：机器人及智能装备技术科技创新团队（2022D14002）