船式水田机械低速阻力畸变及仿生减阻

闫国琦 田鹏 莫嘉嗣 谢恒 韦慧玲

摘 要：船式水田機械作业过程中水田泥面与船体之间的阻力占了总机械功耗的一定比例。前期研究发现船式水田机械在启动或较低速行进时阻力远大于额定速度阻力这一特殊现象，该现象影响船式机械动力匹配和结构设计。在设定试验条件下测得阻力畸变临界速度为0.025 m/s，该研究分析多种阻力介质条件下阻力畸变机理，基于水膜减阻机理，提出一种鳄鱼腹部宏观结构仿生减阻方法，并试制了两种仿生表面结构船板，该结构利于在船体底面形成水膜，改变阻力介质层结构以减少行进阻力。设计制作一套速度可控的小型水田船板试验装置，通过正交试验比对传统光滑表面的船板，试验结果证明，表面具有长方形连通凹槽网格结构的船板在低速的时候比六边形结构船板具有更好的减阻效果。但当速度逐渐增加并接近阻力临界畸变点的时候，六边形结构减阻效果变得比长方形结构的效果好。通过正交试验可得最佳的减阻效果组合参数是六边形船板在载重质量2.5 kg，行进速度0.025 m/s时，可减小行进阻力6.3%。

关键词：船式水田机械;低速;阻力畸变;仿生;减阻;鳄鱼

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.