基于堆积试验的针形茶叶离散元仿真参数标定

胡冬军 闫建伟 张珍 黄昕 牛素贞 胡正军

摘要：針对针形茶叶在理条机加工过程中离散元仿真缺少准确的模型参数，导致茶叶理条机离散元仿真过程中易出现失真问题，以单芽茶叶颗粒为研究对象，基于切片技术的近似法建立颗粒模型，采用离散元仿真与漏斗注入法堆积试验相结合的方法，对其仿真参数进行标定。以茶叶颗粒的休止角为响应值，设计Plackett-Burman试验得到对茶叶颗粒休止角有显著性影响的参数：茶叶颗粒间碰撞恢复系数、茶叶颗粒间静摩擦系数和茶叶颗粒间滚动摩擦系数；以仿真试验休止角和实际堆积试验休止角之间的相对误差为目标，进行最陡爬坡试验确定显著性参数的最优值范围，并通过Box-Behnken试验建立茶叶颗粒休止角与显著性参数之间的二次多项式方程，利用Design-Expert软件优化模块得出显著性参数最优值：茶叶颗粒间碰撞恢复系数0.28、茶叶颗粒间静摩擦系数0.15、茶叶颗粒间滚动摩擦系数0.10；并对标定的结果进行离散元仿真验证，结果表明：仿真得到的茶叶颗粒休止角均值为19.52°，与实际茶叶颗粒休止角20.23°相比，相对误差为3.51%，说明此参数标定结果合理有效。为茶叶理条机的优化设计及茶叶加工数值模拟过程提供一定的理论参考。

关键词：堆积试验；针形茶叶；离散元仿真；参数标定

中图分类号：S23  文献标识码：A  文章编号：2095-5553 （2024） 03-0066-08

Simulation parameters calibration of needle-shaped tea based on pile-up test

Hu Dongjun1， Yan Jianwei1， Zhang Zhen1， Huang Xin1， Niu Suzhen2， Hu Zhengjun3

（1. College of Mechanical Engineering， Guizhou University， Guiyang， 550025， China; 2. College of Tea， GuizhouUniversity， Guiyang， 550025， China; 3. Guizhou Jinsanye Machinery Manufacturing Co.， Ltd.， Bijie， 551700， China）

Abstract：

Aiming at the lack of accurate model parameters in the discrete element simulation of needle-shaped tea in the process of stripping machine， which leads to the problem of distortion in the simulation of discrete elements of tea stripping machine， the single-bud tea granules are used as the research object， and the particle model is established based on the approximation method of slicing technology， and the discrete element simulation and the funnel injection method accumulation test are used to calibrate the simulation parameters. Taking the rest angle of tea particles as the response value， the Plackett-Burman experiment obtained parameters that had a significant impact on the rest angle of tea particles： collision recovery coefficient between tea particles， static friction coefficient between tea particles and rolling friction coefficient between tea particles. Taking the relative error between the simulation test rest angle and the actual accumulation test rest angle as the goal， the steepest climb test determined the optimal value range of the significance parameter， and the quadratic polynomial equation between the tea particle rest angle and the significance parameter was established by the Box-Behnken test， and the optimal value of the significance parameter was obtained by using the Design-Expert software optimization module： the collision recovery coefficient between tea particles was 0.28， the static friction coefficient between tea particles was 0.15 and the rolling friction coefficient between tea particles was 0.10， and the discrete element simulation verification of the calibration results showed that the average rest angle of tea particles obtained by simulation was 19.52°， which was 3.51% compared with the actual average stop angle of tea particles 20.23°， indicating that the calibration results of this parameter were reasonable and effective. It provides a certain theoretical reference for the optimal design of tea baring machine and the numerical simulation process of tea processing.

Keywords：stacking test; needle-shaped tea; discrete element simulation; parameter calibration

0 引言

我国的茶叶消费水平在不断提高，据中国茶叶流通协会统计，2022年全国干毛茶总产量为3 181.0 kt，产值3 180.68亿元，其中绿茶产量为1 853.8 kt，占总产量的58.28%，绿茶类属针形茶，多数需要理条。传统理条主要以手工搓条为主，但手工揉搓理条质量不易控制且不符合清洁化生产要求，近年来，茶叶理条逐步实现机械化作业，以理条机为代表的茶叶加工机械应用广泛，大幅度提高茶叶加工效率［1， 2］。但由于传统试验方法的限制，不能获得茶叶颗粒在理条锅槽中的作用机理，茶叶因锅槽结构单一和加热温度不均导致品质参差不齐的问题仍需亟待解决［3］。随着离散元技术和DEM-CFD耦合技术的发展为分析茶叶颗粒在理条机锅槽受力、运动状态及温度场分布提供了一种新方法，离散元仿真需要定义模型接触参数，如何获取这些参数是将离散元法运用于茶叶加工相关机械结构优化的前提，因此有必要对其参数进行标定。

国内外研究学者针对散料体颗粒做了大量的仿真参数标定。穆桂脂等［4］利用虚拟标定和直接测量相结合的方法对碎甘薯秧茎秆和叶片进行离散元参数标定；张胜伟等［5］采用EDEM软件中Bonding黏结模型建立绿豆仿真模型，采用物理试验和仿真试驗得到绿豆的仿真参数；彭才望等［6］基于黑水虻处理过的猪粪堆积试验，以猪粪堆积角为响应值，利用响应面法优化获得了猪粪仿真参数最优组合；王黎明等［7］为获得猪粪的接触参数，建立堆积角和猪粪含水率之间的回归方程，利用仿真方法对接触参数进行标定并验证标定结果可靠性。

针对单芽茶叶颗粒仿真参数的标定尚未见报道。为此，本文基于切片技术的近似法建模，建立茶叶颗粒三维模型，采用多球聚合方法建立茶叶颗粒离散元模型，结合离散元仿真试验与漏斗注入法堆积试验，以茶叶颗粒的休止角为响应值，开展Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及Box-Behnken试验，分析实际物理试验休止角和仿真试验休止角的相对误差，得出茶叶颗粒的最佳仿真参数，为茶叶理条机的优化设计及茶叶加工数值模拟过程提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本文所用的茶叶为单芽茶，茶叶的加工流程大致为杀青、第一次理条、脱毫、筛分、第二次理条。取第二次理条过程中茶叶颗粒作为试验对象，取5组试样采用电热恒温烘干法，并利用式（1）计算试样的含水率。

δ=msms+mv×100%（1）

式中：δ——茶叶颗粒含水率；ms——茶叶颗粒所含水分的质量，kg；mv——茶叶颗粒中干物质质量，kg。

测得茶叶平均含水率为2.26%，变异系数为9.03%［8］。茶叶整体品质较好，含少量碎末，如图1所示。

1.2 试验方法

由于茶叶颗粒外观形状不规则、尺寸不一，仿真参数难以直接测量，因此采用离散元仿真和漏斗注入法堆积试验相结合的方法对参数进行标定。以茶叶颗粒休止角为响应值，设计Plackett-Burman试验筛选出对茶叶颗粒休止角有显著影响的参数；以实际物理试验休止角和仿真试验休止角的相对误差为目标，进行最陡爬坡试验确定显著参数的最优值范围；利用Box-Behnken试验，以茶叶颗粒物理试验休止角为目标值，运用Design-Expert软件优化模块对显著参数进行寻优，得到最佳参数值；最后利用最佳仿真参数进行离散元仿真堆积试验，以验证参数标定的准确性。

1.3 休止角物理试验

休止角是反映物料抗剪强度、内摩擦等特性的宏观参数，与物料的尺寸、含水率及颗粒表面形状等参数相关［9］。考虑到茶叶颗粒的长径比大及外观形状不规则等因素，本文用漏斗注入法堆积试验来测定茶叶颗粒的休止角，在漏斗中装入适量茶叶颗粒，待漏斗内茶叶全部流出直到形成稳定粒堆，如图2所示。用高清相机沿着正视垂直方向拍摄粒堆图像，将图片导入Matlab进行灰值处理，利用Origin软件图像数字化功能获取灰值图像轮廓随机点的坐标值并导出数据，再利用Excel软件图表功能对数据进行线性拟合，如图3所示。粒堆轮廓两侧的拟合直线与水平轴夹角的均值即为茶叶颗粒堆积休止角。

茶叶粒堆两侧的拟合直线方程如式（2）和式（3）所示。

Y左=0.328X+43.238 （R2=0.962）（2）

Y右=－0.406 6X+472.92 （R2=0.946）（3）

式中：X——水平像素点坐标值；Y——竖直像素点坐标值。

左侧粒堆斜率k左=0.328，右侧粒堆斜率k右=-0.406 6，则休止角可由式（4）得出；试验重复5次，得平均休止角为20.23°，变异系数为1.4%。

θ=arctan|k左|+arctan|k右|2（4）

2 仿真模型

2.1 茶叶仿真模型

本文采用基于切片技术的近似法建立茶叶颗粒模型［10］。随机选取20粒长度20 mm左右的单芽茶叶如图4（a）所示，在长度方向上平均取10个截面，通过数显游标卡尺（精度0.01 mm）分别测每个截面茶叶的宽度和厚度，计算得到的各截面宽度、厚度尺寸平均值，如表1所示。在Solidworks软件中建立10个等间距基准面，利用放样功能得到茶叶颗粒的三维模型，如图4（b）所示［11， 12］。将茶叶颗粒三维模型导入EDEM，在EDEM中采用39个直径不等的球对颗粒模板进行手动聚合，得到茶叶颗粒的离散元仿真模型如图4（c）所示。

2.2 接触模型

EDEM中常见的软球接触模型有Hertz-Mindlin（no slip）接触模型、Hertz-Mindlin黏结接触模型、线弹性接触模型、线性黏附接触模型、摩擦带电接触模型及运动表面接触模型［13］，常采用弹簧振子的阻尼振动表示软球质点之间的接触方式如图5所示，其运动方程如式（5）所示。

mx··+cx·+kx=0（5）

式中：x——偏离平衡位置的位移，m；c——阻尼系数，（N·s）/m；k——弹性系数，N/m；m——振子质量，kg。

由于茶叶颗粒简化为不同球径颗粒聚合的长条，接触方式仅表现为颗粒与不锈钢底板的碰撞及颗粒之间的碰撞，同时茶叶含水率低，因此不考虑茶叶相互之间的黏附力影响，选择Hertz-Mindlin（no slip）接触模型作为茶叶颗粒的接触模型。茶叶颗粒间法向力、法向阻尼力、切向力及切向阻尼力［14］如式（6）～式（9）所示。

Fn=43E*R*α32（6）

Fdn=－256βSnm*vreln（7）

Ft=-Stδt（8）

Fdt=-256βStm*vrelt（9）

式中：Fn——法向力，N；E*——等效弹性模量，Pa；R*——等效颗粒半径，m；α——法向重叠量，m；Fdn——法向阻尼力，N；β——阻尼比；Sn——法向刚度，N/m；m*——等效质量，kg；vreln——法向相对速度，m/s；Ft——切向力，N；St——切向刚度，N/m；δt——切向重叠量，m；Fdt——切向阻尼力，N；vrelt——切向相对速度，m/s。

2.3 茶叶颗粒休止角仿真模拟

茶叶颗粒仿真堆积试验结果如图6所示。

本文用Solidworks软件建立漏斗（上、下开口直径分别为60 mm和245 mm，下开口离地面的高度为200 mm）和底板（长、宽各300 mm，高100 mm）三维模型，保存为.igs格式并导入EDEM软件，材料选择为不锈钢，设置密度7.86×103 kg/m3，剪切模量7.90×1010 Pa，泊松比0.30［15］。在漏斗中建立虚拟圆柱体颗粒工厂，动态生成茶叶颗粒总质量与实际休止角试验相同，每秒生成2 000个颗粒，瑞利时间步长设置为15%，同时为了仿真的准确性，网格尺寸大小取最小球形单元尺寸的3倍，存储数据频率为0.01 s。待茶叶全部流出，且在底板形成稳定粒堆时，运用上述1.3节所介绍的图像处理方法对仿真得到的休止角进行处理。

3 仿真试验与结果分析

3.1 Plackett-Burman试验

Plackett-Burman试验是基于响应值与试验参数之间的关系，比较参数水平差异从而确定各参数的显著性［16］。仿真过程中影响茶叶颗粒休止角形成的参数很多，但并非所有的参数都有显著性影响，故有必要对试验参数进行显著性筛选。

目前对于茶叶颗粒离散元仿真参数标定的研究很少，本文结合查阅文献［17-20］和大量预试验确定茶叶颗粒接触参数范围如下：茶叶颗粒密度为532 kg/m3、泊松比为0.4、剪切模量为2～10 MPa、茶叶颗粒间碰撞恢复系数为0.06～0.40、茶叶颗粒间静摩擦系数为0.05～0.25、茶叶颗粒间滚动摩擦系数为0.05～0.25、茶叶颗粒与不锈钢间的碰撞恢复系数为0.10～0.70、茶叶颗粒与不锈钢间的静摩擦系数为0.10～1.00、茶叶颗粒与不锈钢间的滚动摩擦系数为0.05～0.75。运用Design-Expert软件进行Plackett-Burman试验，参数水平如表2所示。

Plackett-Burman试验共进行13组，设置1个中心点试验，结果如表3所示。

对试验结果进行分析，由表4可知，茶叶颗粒间碰撞恢复系数x2和茶叶颗粒与钢板碰撞恢复系数x5对休止角有负标准化效应，表明随着参数值的增大，颗粒休止角减小；其余参数对休止角具有正标准化效应，表明随着参数值的增大，颗粒休止角相应增大；其中茶叶颗粒间碰撞恢复系数x2、茶叶颗粒间静摩擦系数x3、茶叶颗粒间滚动摩擦系数x4相较于其他参数对休止角影响较大，贡献率均大于15%；由表5可知，模型P<0.05，回归模型显著；同时根据F值得出试验参数的显著性顺序为：茶叶颗粒间静摩擦系数x3、茶叶颗粒间碰撞恢复系数x2、茶叶颗粒间滚动摩擦系数x4、茶叶颗粒与钢板静摩擦系数x6、茶叶颗粒与钢板滚动摩擦系数x7、茶叶颗粒剪切模量x1、茶叶颗粒与钢板碰撞恢复系数x5。

因此，选取茶叶颗粒间静摩擦系数x3、茶叶颗粒间碰撞恢复系数x2、茶叶颗粒间滚动摩擦系数x4为试验参数进行后续的最陡爬坡试验，其余参数对茶叶颗粒休止角影响较小，故取水平中间值。

3.2 最陡爬坡试验

选用参数x3（0.05～0.25）、x2（0.06～0.40）、x4（0.05～0.25）开展最陡爬坡试验，取合适的梯度值使各参数值依次增加，共进行5组试验，试验设计及结果如表6所示。结果表明，颗粒的休止角随着参数x2、x3、x4值的增大而增大，而仿真试验休止角与实际物理试验休止角的相对误差随着参数x2、x3、x4值的增大先减小后增大，其中试验3的相对误差值最小为0.6%，表明参数x2、x3、x4的最优值在试验3附近。

3.3 Box-Behnken试验

根据最陡爬坡试验的结果选取试验3中各显著参数值作为0水平值，试验2、4中各参数值分别作为-1、+1水平值，其余参數同样取水平中间值。运用Design-expert进行Box-Behnken试验，其中中心点试验进行3次，共进行15组试验，试验设计及结果如表7所示。以茶叶颗粒间碰撞恢复系数x2、茶叶颗粒间静摩擦系数x3和茶叶颗粒间滚动摩擦系数x4为自变量，茶叶颗粒休止角为响应值，得到颗粒休止角θ的二次多项式方程，如式（10）所示。

θ=21.57－0.94x2+2.93x3+2.8x4－0.29x2x3－0.81x2x4－0.58x3x4+1.56x22+1.26x32+0.58x42（10）

Box-Behnken试验方差分析及结果如表8所示。

由表8可知，模型P值为0.002 4<0.01，表明茶叶颗粒休止角与模型方程拟合度极显著；失拟项值为0.159 4，对模型结果影响不显著；决定系数R2=0.971 5，校正决定系数R2adj=0.920 3均接近1，表明模型与实际试验拟合度好，模型可信度高；变异系数CV=4.11%，精确度AP=14.627，表明模型具有很好的可靠性，能够模拟休止角与试验参数之间的关系；其中x3（茶叶颗粒间静摩擦系数）、x4（茶叶颗粒间滚动摩擦系数）的P值小于0.01，说明对休止角有极显著影响，x2（颗粒间碰撞恢复系数）的P值小于0.05，说明对休止角有显著影响；交互项x22的P值为0.026 3（0.01

以仿真试验休止角结果做回归模型参数间交互效应分析，如图7所示。

由图7（a）可知，当茶叶颗粒间的碰撞恢复系数x2不变时，休止角随着茶叶颗粒间滚动摩擦系数x4和颗粒间静摩擦系数x3的减小而减小；由图7（b）可知，当颗粒间静摩擦系数x3不变时，休止角随着茶叶颗粒间滚动摩擦系数x4减小而减少，随着茶叶颗粒间的碰撞恢复系数x2的减小而增大，但当茶叶颗粒间滚动摩擦系数x4变化时，休止角的变化范围更大，茶叶颗粒间滚动摩擦系数x4对休止角的影响更显著；由图7（c）可知，当茶叶颗粒间滚动摩擦系数x4不变时，休止角随着颗粒间静摩擦系数x3减小而减少，随着茶叶颗粒间的碰撞恢复系数x2的减小而增大，当颗粒间静摩擦系数x3变化时，休止角的变化范围更大，茶叶颗粒间静摩擦系数x3对休止角的影响更显著。

利用Design-Expert软件的优化模块，以实际茶叶物理堆积试验休止角20.23°为目标值，对模型进行最优化求解，目标函数及约束方程如式（11）所示。

θ（A，B，C）=20.43°s.t.0.14≤A≤0.300.10≤B≤0.200.10≤C≤0.20（11）

由式（11）优化可得：茶叶颗粒间碰撞恢复系数x2=0.28，茶叶颗粒间静摩擦系数x3=0.15，茶叶颗粒间滚动摩擦系数x4=0.10。

4 试验验证

将由Box-Behnken试验得到的显著性参数最优值：茶叶颗粒间碰撞恢复系数x2=0.28，茶叶颗粒间静摩擦系数x3=0.15，茶叶颗粒间滚动摩擦系数x4=0.10，其余参数取中间水平（即剪切模量x1=6 MPa，茶叶颗粒与钢板碰撞恢复系数x5=0.4，茶叶颗粒与钢板静摩擦系数x6=0.55，茶叶颗粒与钢板滚动摩擦系数x7=0.4）代入EDEM中进行仿真试验验证。在该参数组合下，进行3组重复试验，测得茶叶颗粒的仿真休止角均值为19.52°，与实际茶叶颗粒堆积休止角20.23°相比，相对误差为3.51%，表明基于离散元对茶叶颗粒的参数标定是合理的，仿真试验与物理试验对比如图8所示。

5 结论

1） 现目前对针形茶叶颗粒建模且进行参数标定的研究很少，本文以加工过程中第二次理条的单芽茶叶颗粒为例，对其参数进行标定。利用粒堆轮廓两侧的拟合直线与水平轴夹角的均值为茶叶颗粒堆积休止角，得到拟合直線方程R2分别为0.962和0.946，表明方程拟合度好，可以用来测定茶叶粒堆休止角。

2） 开展Plackett-Burman试验，筛选得到对茶叶颗粒堆积休止角有显著性影响参数：茶叶颗粒间碰撞恢复系数、茶叶颗粒间静摩擦系数、茶叶颗粒间滚动摩擦系数，其余接触参数对休止角的影响不显著；利用最陡爬坡试验确定了显著性参数的取值范围，并在此基础上进行Box-Behnken试验，得到显著性参数最优值：茶叶颗粒间碰撞恢复系数x2=0.28，茶叶颗粒间静摩擦系数x3=0.15，茶叶颗粒间滚动摩擦系数x4=0.10。

3） 将最佳参数组合代入EDEM进行仿真验证，得到仿真试验休止角均值为19.52°，与实际堆积试验休止角20.23°相比，相对误差为3.51%。由于茶叶颗粒形状不规则且长径比较大，相对误差结果可能受此影响，但在可承受范围10%以内，表明基于离散元对茶叶颗粒的参数标定合理有效，可为茶叶理条机的锅槽优化设计及茶叶加工数值模拟过程提供一定的理论参考。

参 考 文 献

［1］2022年11月中国茶叶出口各国和地区销量统计［J］. 中国茶叶， 2023， 45（2）： 7.

［2］闫建伟， 胡冬军， 刘启合， 等. 茶叶理条技术及机械研究进展［J］. 中国农机化学报， 2022， 43（2）： 75-83.Yan Jianwei， Hu Dongjun， Liu Qihe， et al. Research progress and development trend of tea stripping tecnology and machinery ［J］. Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2022， 43（2）： 75-83.

［3］张小福. 气动往复振动式茶叶理条机的研究［D］. 合肥： 安徽农业大学， 2013.Zhang Xiaofu. Study on pneumatic reciprocating vibratory tea shaping machine ［D］. Hefei： Anhui Agricultural University. 2013.

［4］穆桂脂， 亓协腾， 张万枝， 等. 碎甘薯秧离散元仿真参数测量与标定［J］. 中国农机化学报， 2021， 42（11）： 72-79.Mu Guizhi， Qi Xieteng， Zhang Wanzhi， et al. Parameter measurement and calibration in discrete element simulation of broken sweet potato seedlings ［J］. Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2021， 42（11）： 72-79.

［5］张胜伟， 张瑞雨， 陈天佑， 等. 绿豆种子离散元仿真参数标定与排种试验［J］. 农业机械学报， 2022， 53（3）： 71-79.Zhang Shengwei， Zhang Ruiyu， Chen Tianyou， et al. Calibration of simulation parameters of mung-been seeds using discrete element method and verfication of seed-metering test ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2022， 53（3）： 71-79.

［6］彭才望， 许道军， 贺喜， 等. 黑水虻处理的猪粪有机肥离散元仿真模型参数标定［J］. 农业工程学报， 2020， 36（17）： 212-218.Peng Caiwang， Xu Daojun， He Xi， et al. Parameter calibration of discrete element simulation model for pig manure organic fertilizer treated with Hermetia illucen ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Engineering， 2020， 36（17）： 212-218.

［7］王黎明， 范盛远， 程红胜， 等. 基于EDEM的猪粪接触参数标定［J］. 农业工程学报， 2020， 36（15）： 95-102.Wang Liming， Fan Shengyuan， Cheng Hongsheng， et al. Calibration of contact parameters for pig manure based on EDEM ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2020， 36（15）： 95-102.

［8］李兵. “六安瓜片”茶清洁化加工机械及其工艺研究［D］. 合肥： 安徽农业大学， 2013.Li Bing. Studies on the clean processing machines and the technology of Liuan Guapian Tea ［D］. Hefei： Anhui Agricultural University. 2013.

［9］王刚， 王倩， 薛忠， 等. 基于离散元法的椰糠颗粒建模及仿真参数标定［J］. 热带作物学报， 2021， 42（9）： 2704-2710.Wang Gang， Wang Qian， Xue Zhong， et al. Modeling and simulation parameters calibration of coconut coir particles based on DEM ［J］. Chinese Journal of Tropical Crops， 2021， 42（9）： 2704-2710.

［10］劉彩玲， 王亚丽， 宋建农， 等. 基于三维激光扫描的水稻种子离散元建模及试验［J］. 农业工程学报， 2016， 32（15）： 294-300.Liu Cailing， Wang Yali， Song Jiannong， et al. Experiment and discrete element model of rice seed based on 3D laser scanning ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2016， 32（15）： 294-300.

［11］丁文波， 朱继平， 陈伟， 等. 基于EDEM的青稞接触参数仿真标定［J］. 中国农机化学报， 2021， 42（9）： 114-121.Ding Wenbo， Zhu Jiping， Chen Wei， et al. Simulation calibration of highland barley contact parameters based on EDEM ［J］. Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2021， 42（9）： 114-121.

［12］石林榕， 赵武云， 吴建民， 等. 切片造型技术在农产品有限元分析中的应用［J］. 中国农机化学报， 2013， 34（6）： 95-98.Shi Linrong， Zhao Wuyun， Wu Jianmin， et al. Application of slice modeling technology in finite element analysis of agricultural products ［J］. Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2013， 34（6）： 95-98.

［13］廖庆喜， 张朋玲， 廖宜涛， 等. 基于EDEM的离心式排种器排种性能数值模拟［J］. 农业机械学报， 2014， 45（2）： 109-114.Liao Qingxi， Zhang Pengling， Liao Yitao， et al. Numerical simulation on seeding performance of centrifugal rape-seed metering device based on EDEM ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2014， 45（2）： 109-114.

［14］Dun G Q， Gao Z Y， Liu Y X， et al. Optimization design of fertilizer apparatus owned arc gears based on discrete element method ［J］. International Journal of Agricultural and Biological Engineering， 2021， 14（2）： 97-105.

［15］Ucgul M， Fielke J M， Saunders C. Three-dimensional discrete element modelling （DEM） of tillage： Accounting for soil cohesion and adhesion ［J］. Biosystems Engineering， 2015， 129（1）： 298-306.

［16］李永祥， 李飞翔， 徐雪萌， 等. 基于颗粒缩放的小麦粉离散元参数标定［J］. 农业工程学报， 2019， 35（16）： 320-327.Li Yongxiang， Li Feixiang， Xu Xuemeng， et al. Parameters calibration of wheat flour for discrete element method simulation based on particle scaling ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2019， 35（16）： 320-327.

［17］吕昊威， 武传宇， 涂政， 等. 基于EDEM的机采茶鲜叶振动式分级机分级参数优化［J］. 茶叶科学， 2022， 42（1）： 120-130.Lü Haowei， Wu Chuanyu， Tu Zheng， et al. EDEM-based optimization of classification parameters of machine-picked tea fresh leaf vibratory classifier ［J］. Journal of Tea Science， 2022， 42（1）： 120-130.

［18］李兵， 李为宁， 柏宣丙， 等. 基于EDEM的茶叶揉捻机参数优化及试验研究［J］. 茶叶科学， 2020， 40（3）： 375-385.Li Bing， Li Weining， Bai Xuanbing， et al. Parameter optimization and experimental study of tea twisting machine based on EDEM ［J］. Journal of Tea Science， 2020， 40（3）： 375-385.

［19］张开兴， 王文中， 赵秀艳， 等. 滚筒式茶叶热风复干机设计与试验［J］. 农业机械学报， 2020， 51（5）： 377-386.

Zhang Kaixing， Wang Wenzhong， Zhao Xiuyan， et al. Design and experiment of drum-type hot air re-dryer for tea ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2020， 51（5）： 377-386.

［20］李为宁， 柏宣丙， 李兵. 滚筒式茶叶提香机结构参数优化［J］. 浙江农业学报， 2020， 32（2）： 348-358.Li Weining， Bai Xuanbing， Li Bing. Optimization of structural parameters of drum type tea re-dryer ［J］. Acta Agriculturae Zhejiangensis， 2020， 32（2）： 348-358.DOI： 10.13733/j.jcam.issn.20955553.2024.03.011陳威， 王川， 王丽伟， 等. 侧深施肥装置三通管气固两相流仿真与试验［J］. 中国农机化学报， 2024， 45（3）： 74-80Chen Wei， Wang Chuan， Wang Liwei， et al. Simulation and experiment of gas-solid two-phase flow in three-way pipe of side deep fertilization plant ［J］. Journal of Chinese Agricultural Mechanization， 2024， 45（3）： 74-80

基金项目：国家重点研发计划项目（2021YFD1100307）；贵州省山地智能农业装备研发与应用科技创新人才团队项目（黔科合平台人才［2019］5616号）

第一作者：胡冬军，男，1996年生，四川遂宁人，硕士研究生；研究方向为理条机智能加工及装备。E-mail： 1033789354@qq.com

通讯作者：闫建伟，男，1980年生，河南鹿邑人，博士，副教授；研究方向为智能装备、茶叶加工技术及装备。E-mail： jwyan@gzu.edu.cn