[发明专利]滴灌灌水器流道结构设计方法及其分形流道滴灌灌水器产品

摘要

本发明涉及一种滴灌灌水器流道结构设计方法及其分形流道滴灌灌水器产品。该方法在设计过程中综合考虑了滴灌灌水器的水力性能和抗堵塞性能，主要包括模拟方法建立、流道构型选择、结构参数确定、流道边界优化等阶段；借助最优数值模拟模型确定了滴灌灌水器流道的最优流道构型及结构参数取值范围，明确了滴灌灌水器初级雏形结构设计方法；提出了一种滴灌灌水器流道边界的漩涡洗壁优化设计方法，确定了边界优化设计的控制阈值范围，确定了二级精细结构设计方法；应用本发明所提出的设计方法结合分形几何理论，设计了片式和圆柱式两种分形流道灌水器产品，具有极高的水力性能和抗堵塞性能。

主权项

1.一种面向流量设计需求的滴灌灌水器流道结构设计方法，包括如下步骤：步骤1，根据用户所提出的流量设计需求，在若干用户所提出的流道构型中，确定最优流道构型；步骤2，通过试算抗堵塞性能评估参数P的值和流量系数k的值，来确定最优流道构型的最优流道结构参数；所述流道结构参数包括：宽度W、长度L和深度D；所述抗堵塞性能评估参数P用于评估滴灌灌水器的抗堵塞性能的优劣，P的值越高，抗堵塞性能越好；所述流量系数k用于评估滴灌灌水器的出流流量随进口压力波动的敏感程度，k的值越小，滴灌灌水器的出流流量随进口压力波动的敏感程度越小，水力性能越好；步骤3，通过最优流道结构参数，得到最优流道结构原形；所述步骤1包括如下步骤：1)使用初始粗糙度条件下的模拟模型，分别以若干用户所提出的流道构型为模拟对象，对流道内部的水流及颗粒物运动进行固‑液‑气三相流动模拟，得到各不同的流道构型的内壁近壁面流动剪切力均值模拟结果；所述初始粗糙度条件下的模拟模型中的边壁粗糙度均值为默认值；2)将步骤1)得到的的模拟结果分别代入公式(1)：中，得到各流道构型的堵塞物质粗糙度均值3)将步骤2)得到的各作为对应的流道构型的边壁粗糙度均值，代入初始粗糙度条件下的模拟模型，得到各流道构型的真实粗糙度条件下的模拟模型；4)使用步骤3)得到的各流道构型的真实粗糙度条件下的模拟模型，分别以若干用户所提出的流道构型为模拟对象，对流道内部的水流及颗粒物运动进行固‑液‑气三相流动模拟，得到各流道构型内部的湍流强度；选择湍流强度最大的流道构型确定为最优流道构型。