《低頻超聲霧化栽培系統根域霧場最優調控機理研究》是依託江蘇大學，由高建民擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：低頻超聲霧化栽培系統根域霧場最優調控機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：高建民
- 依託單位：江蘇大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
根域營養霧滴的粒徑及時空分布是決定霧培效果甚至成敗的最關鍵因素。針對目前國內外霧培系統粗放式噴霧現狀，項目將開展霧培系統的根域霧場最優調控機理研究。①項目原創性地提出有勢力場低頻超聲二次霧化原理，研究有勢力場下的營養液二次霧化機理，以實現營養霧滴尺寸廣譜、精密調控，突破傳統超聲霧化栽培系統難以調節營養霧滴大小以及難以生成小於1微米超細營養霧滴的兩個技術瓶頸。②針對目前國內外霧培系統噴霧調控技術的不足，提出基於超聲直線步進電機技術的莖直徑微變化測量原理，建立基於混沌算法的莖稈微位移實時數據處理數學模型，以莖直徑微脹落位移計算作物的葉水勢，以作物的葉水勢確定噴霧量和噴霧時間，實現以作物實時需水信息為判斷依據的霧培精準噴霧調控。通過以上研究，探明霧培系統根域霧場最優調控機理，從而實現霧培系統的霧場最優調控。
結題摘要
根域營養霧滴的粒徑及時空分布是決定霧培效果甚至成敗的最關鍵因素。針對目前國內外霧培系統“粗放式”噴霧現狀，項目開展了霧培系統的根域霧場最優調控機理研究。（1）研究了霧滴的根系穿透性和粘附性。套用SPH方法，對霧滴與根系的碰撞做了數值模擬，可知霧滴的粒徑大小、入射速度及霧滴與壁面接觸角的大小對霧滴與壁面碰撞後霧滴形態變化都有重大影響，且液滴粒徑大、入射速度大、接觸角小時，液滴很容易破碎，當接觸角大時更易反彈。營養霧滴粒徑對其在根系的穿透性有較大影響，在霧滴濃度較小的情況下粒徑較大的霧滴更難以穿透根繫到達根系密度最大的根芯部位；當霧滴濃度較大時，較大的霧滴粒徑造成的穿透性難的問題可得到較大改善。（2）項目原創性地提出了有勢力場低頻超聲二次霧化原理，研究了有勢力場下的營養液二次霧化機理,實現l了營養霧滴尺寸廣譜、精密調控，突破了傳統超聲霧化栽培系統難以調節營養霧滴大小以及難以生成小於1微米超細營養霧滴的兩個技術瓶頸，創製了有勢力場低頻超聲二次霧化噴頭。（3）針對目前國內外霧培系統噴霧調控技術的不足，提出了基於超聲直線步進電機技術的莖直徑微變化測量原理，在建立超聲直線電機三維參數化模型的基礎上，套用壓電耦合理論、有限元理論和技術，開發了超聲直線電機的虛擬樣機系統，在模態分析的基礎上，確定了該型電機的關鍵結構參數對超聲直線電機的工作過程的影響，進行了瞬態分析，創製了單脈衝驅動進給量可以達到鈉米級的超聲直線電機；建立了單Duffing振子simulink仿真數學模型以獲得準確的莖稈微位移數據建立了基於混沌算法的莖稈微位移實時數據處理數學模型，以莖直徑微脹落位移計算作物的葉水勢，以作物的葉水勢確定噴霧量和噴霧時間，實現了以作物實時需水信息為判斷依據的霧培精準噴霧調控。
