计算机模拟技术及其在农业工程中的应用

第一章 计算机模拟及其在农业工程中的应用概述

1.1 系统

1.1.1 系统的概念

1.1.2 系统模型

1.1.3 系统模拟仿真

1.2 计算机模拟的基本原理

1.2.1 计算机模拟的方法及步骤

1.2.2 计算机模拟技术及仿真软件

1.3 计算机模拟技术在农业工程中的应用现状

1.3.1 虚拟样机技术在农业工程中的应用现状

1.3.2 有限元技术在农业工程中的应用现状

1.3.3 计算流体力学分析技术在农业工程中的应用现状

1.3.4 科学计算与控制技术在农业工程中的应用现状

1.3.5 其他计算机模拟技术在农业工程中的应用现状

第二章 MATLAB及其在采摘机械臂运动仿真中的应用

2.1 MATLAB简介

2.2 MATLAB工具箱

2.2.1 MATLAB工具箱简介

2.2.2 Robot工具箱介绍

2.2.3 Robot工具箱部分函数功能介绍

2.3 番茄采摘机械手运动学分析与仿真研究

2.3.1 运动学数学基础

2.3.2 D-H描述

2.3.3 MOTOMAN SV3X机械手运动学数学模型

2.4 基于MATLAB的MOTOMAN SV3X逆运动学仿真

2.4.1 仿真模型的建立

2.4.2 运动学仿真说明

2.4.3 仿真结果

2.5 番茄采摘机械手避障路径规划算法设计

2.5.1 避障路径规划研究概述

2.5.2 采摘番茄作业环境的模型化

2.5.3 避障路径规划算法的主要步骤

2.5.4 避障路径规划及仿真

第三章 有限元分析及其在农业工程中的应用

3.1 有限元单元法基础

3.1.1 有限元基本理论

3.1.2 ANSYS软件的主要功能

3.1.3 ANSYS 10.0系统

3.2 ANSYS有限元分析典型步骤

3.2.1 预处理阶段

3.2.2 求解阶段

3.2.3 后处理阶段

3.2.4 ANSYS典型分析实例

3.3 实体建模方法

3.4 网格划分与创建有限元模型

3.4.1 网格划分的基本思想

3.4.2 网格划分的基本原则

3.4.3 网格划分实例

3.5 加载与求解

3.6 ANSYS软件在农业工程中的应用

3.6.1 YLZ-2型油菜联合收割机割台框架模态分析

3.6.2 HR601驱动桥变速箱壳体结构分析

3.6.3 土壤直角切削仿真

3.6.4 花粉管细胞极向生长模拟

第四章 Fluent模拟及其在农业工程中的应用

4.1 Fluent概述

4.2 流体力学基础知识及数值模拟基础

4.2.1 流体与流动的相关概念

4.2.2 流体力学基本方程

4.2.3 流体力学数值模拟基础

4.3 Fluent软件介绍

4.3.1 Gambit软件

4.3.2 F1uent求解器

4.4 Fluent软件在农业工程中的应用

4.4.1 对称双圆弧罩盖喷雾过程的模拟

4.4.2 压力旋流喷头喷雾过程的模拟

4.4.3 单雾滴撞击界面过程的模拟

4.4.4 喷杆内速度场的模拟

4.4.5 Venlo型玻璃温室自然通风过程的模拟

第五章 ADAMS及其在农业机械仿真中的应用

5.1 计算机辅助系统分析及虚拟样机技术

5.2 ADAMS简介

5.3 ADAMS界面及基本功能

5.3.1 ADAMS/View工作路径设置

5.3.2 ADAMS欢迎界面

5.3.3 ADAMS主工具栏和快捷键

5.3.4 ADAMS/View工作环境设置

5.4 ADAMS实体模型的建立与仿真

5.4.1 曲柄摇杆机构

5.4.2 曲线中增加动画

5.5 ADAMS函数

5.5.1 STEP函数应用

5.5.2 IF函数应用

5.5.3 AKISPL函数

5.5.4 碰撞函数impact

5.5.5 bistop函数

5.5.6 STEP函数应用实例

5.6 ADAMS宏操作

5.6.1 宏操作

5.6.2 宏命令的条件与循环结构

5.6.3 宏命令实例：捆绳模型的建立

5.7 ADAMS中柔性体的建立

5.7.1 利用柔性梁生成柔性体

5.7.2 利用ADAMS/AutoFlex模块建立柔性体

5.7.3 秸秆自动捡拾压捆机打结器捆绳接触力的测算

参考文献

《计算机模拟技术及其在农业工程中的应用》概述了计算机模拟仿真的原理，并结合江苏大学农业工程研究院近年来运用计算机模拟仿真技术进行农业工程研究和设计的实例，详细介绍MATLAB仿真、ADAMS多刚体运动动力分析虚拟样机技术、ANSYS有限元分析、FlunT流场软件等的特点及其在现代农业装备数字化设计和农业工程中的应用。既有一定的学术理论价值，又有较强的实用性，对于推动我国计算机模拟仿真技术在农业工程中的运用，提高设计效率和质量，降低设计成本，实现农业工程设计的现代化具有积极的意义。
《计算机模拟技术及其在农业工程中的应用》既可作为高等学校计算机模拟技术及其工程应用教材，也可供从事农业工程技术研究人员参考。

在西方发达国家，计算机模拟技术已广泛应用于农业工程技术各领域。《计算机模拟技术及其在农业工程中的应用》介绍了计算机模拟的原理，并结合江苏大学农业工程研究院近年来运用计算机模拟技术进行农业工程研究和设计的实例，详细介绍了MATLAB仿真、ADAMS虚拟样机技术、ANSYS有限元分析、Fluent流场分析软件等的特点及其在现代农业装备数字化设计和农业工程中的应用，既有一定的学术、理论价值，又有较强的实用性，对于推动计算机模拟技术在农业工程中的运用，提高设计效率和质量，降低设计成本，实现农业工程设计的现代化具有积极的意义。