一种小麦根土复合体建模方法

专利主权项内容

1.一种小麦根土复合体建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、采用组成球颗粒拼接成小麦根系模型，所述组成球颗粒包括各条初生根组成球颗粒、各条次生根组成球颗粒、分蘖节组成球颗粒和有效分蘖组成球颗粒；步骤2、选取待建模小麦品种若干根系，对小麦根系在土壤中的几何形态进行测试分析；步骤3、得到小麦根系的各项表征参数及其在土壤中的分布参数，所述小麦根系的表征参数包括分蘖数量、初生根数量、初生根直径、次生根数量、次生根根长和次生根直径；根系在土壤中的分布参数包括初生根入土角度、初生根入土深度、次生根入土角度和次生根入土深度；步骤4、根据上述参数对各组成球的颗粒坐标进行求解，采用组成球充填排列的方式得到根系几何模型；步骤5、选取小麦种植试验田内的土壤，对不同粒径的土壤颗粒形状进行分析，得到了土壤颗粒的几何模型，具体的：将小麦种植试验田内的土壤颗粒简化为类球形和类棱台形，对于类球形土壤颗粒采用单个球颗粒进行建模，其半径为1mm，对于类棱台形土壤颗粒采用组合球方法进行建模，每个组合球半径为0.72mm，其三轴尺寸分别为2mm、1.93mm和1.93mm；步骤6、测量及标定根系和土壤的接触力学参数及根系粘接力学参数，所述根系和土壤接触力学参数包括静摩擦系数、滚动摩擦系数、碰撞恢复系数、恒定拉力、表面能、接触塑性比、加载分支曲线指数、黏附曲线分支指数和切向刚度因子；步骤7、将接触模型和力学模型添加至几何模型后，即可得到基于离散元法的柔性小麦根系模型；步骤8、将土壤颗粒完全覆盖小麦根系模型后得到小麦根土复合体模型。