 
 中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (23): 62-69.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0627
        
               		陈芳( ), 曾晓珊, 王方芳, 刘宇鹏, 谷晓平, 胡家敏(
), 曾晓珊, 王方芳, 刘宇鹏, 谷晓平, 胡家敏( )
)
                  
        
        
        
        
    
收稿日期:2022-07-28
									
				
											修回日期:2022-10-26
									
				
									
				
											出版日期:2023-08-15
									
				
											发布日期:2023-08-10
									
			作者简介:陈芳,女,1990年出生,贵州铜仁人,工程师,硕士,主要从事生态农业气象研究。通信地址:550002 贵州省贵阳市南明区新华路翠微巷9号,Tel:0851-85202215,E-mail:1522178306@qq.com。
基金资助:
        
               		CHEN  Fang( ), ZENG  Xiaoshan, WANG  Fangfang, LIU  Yupeng, GU  Xiaoping, HU  Jiamin(
), ZENG  Xiaoshan, WANG  Fangfang, LIU  Yupeng, GU  Xiaoping, HU  Jiamin( )
)
			  
			
			
			
                
        
    
Received:2022-07-28
									
				
											Revised:2022-10-26
									
				
									
				
											Published:2023-08-15
									
				
											Online:2023-08-10
									
			摘要:
为探索冰雹对水果的影响评估,以猕猴桃为例,通过ABAQUS有限元分析数值模拟计算出冰雹撞击过程中的冲击力,结合猕猴桃的力学特征,测算出冰雹过程中的猕猴桃灾损评估。通过调查和测量猕猴桃的力学特征,结合冰雹落地末速度计算猕猴桃和冰雹撞击过程中力的转换关系,利用碰撞动量法计算出猕猴桃冰雹损害,得到猕猴桃临界破损直径及指标阈值。结果表明:贵州猕猴桃果实破损的冰雹临界直径界于0.29~0.32 cm之间,冰雹的雹块直径大于猕猴桃雹损临界直径值时,雹块对猕猴桃果实的冲力所造成的压强将会击破猕猴桃果实的硬度,使猕猴桃果肉凹陷,受灾严重。当冰雹直径小于猕猴桃临界直径时,猕猴桃表面不会破裂,但会留下坑痕;同时利用数值模拟研究冰雹撞击具有可行性。各地可根据不同水果果实的抗雹特性及降雹参数,调整各地种植区域结构及水果品种,为人工防雹效益分析提供理论依据。
陈芳, 曾晓珊, 王方芳, 刘宇鹏, 谷晓平, 胡家敏. 冰雹数值模拟及对灾损评估研究——以猕猴桃为例[J]. 中国农学通报, 2023, 39(23): 62-69.
CHEN Fang, ZENG Xiaoshan, WANG Fangfang, LIU Yupeng, GU Xiaoping, HU Jiamin. Study on Hail Numerical Simulation and Disaster Damage Assessment -Take Kiwi Fruit as an Example[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(23): 62-69.
| 屈服强度/Mpa | 抗压比 | 应变率 | 
|---|---|---|
| 5.20 | 1.00 | 0 | 
| 16.37 | 3.15 | 100 | 
| 17.29 | 3.33 | 200 | 
| 18.09 | 3.48 | 300 | 
| 18.37 | 3.53 | 400 | 
| 18.68 | 3.59 | 500 | 
| 19.00 | 3.65 | 600 | 
| 19.39 | 3.73 | 700 | 
| 19.52 | 3.75 | 800 | 
| 19.68 | 3.78 | 900 | 
| 20.09 | 3.86 | 1000 | 
| 屈服强度/Mpa | 抗压比 | 应变率 | 
|---|---|---|
| 5.20 | 1.00 | 0 | 
| 16.37 | 3.15 | 100 | 
| 17.29 | 3.33 | 200 | 
| 18.09 | 3.48 | 300 | 
| 18.37 | 3.53 | 400 | 
| 18.68 | 3.59 | 500 | 
| 19.00 | 3.65 | 600 | 
| 19.39 | 3.73 | 700 | 
| 19.52 | 3.75 | 800 | 
| 19.68 | 3.78 | 900 | 
| 20.09 | 3.86 | 1000 | 
| d/cm | V垂/(m/s) | 订正系数 | V末/(m/s) | 
|---|---|---|---|
| 0.1 | 5.82 | 1.988 | 11.57 | 
| 0.2 | 7.72 | 1.637 | 12.63 | 
| 0.3 | 9.10 | 1.485 | 13.52 | 
| 0.4 | 10.24 | 1.398 | 14.31 | 
| 0.5 | 11.21 | 1.340 | 15.02 | 
| 0.6 | 12.08 | 1.298 | 15.68 | 
| 0.7 | 12.86 | 1.267 | 16.29 | 
| 0.8 | 13.58 | 1.242 | 16.86 | 
| 0.9 | 14.25 | 1.222 | 17.40 | 
| 1 | 14.87 | 1.205 | 17.92 | 
| 1.5 | 17.54 | 1.151 | 20.19 | 
| 2 | 19.72 | 1.121 | 22.11 | 
| 2.5 | 21.60 | 1.102 | 23.80 | 
| 3 | 23.27 | 1.088 | 25.32 | 
| 3.5 | 24.78 | 1.078 | 26.72 | 
| 4 | 26.16 | 1.071 | 28.01 | 
| 4.5 | 27.45 | 1.064 | 29.21 | 
| 5 | 28.65 | 1.059 | 30.35 | 
| 5.5 | 29.79 | 1.055 | 31.42 | 
| 6 | 30.86 | 1.051 | 32.44 | 
| 6.5 | 31.88 | 1.048 | 33.42 | 
| 7 | 32.86 | 1.045 | 34.35 | 
| d/cm | V垂/(m/s) | 订正系数 | V末/(m/s) | 
|---|---|---|---|
| 0.1 | 5.82 | 1.988 | 11.57 | 
| 0.2 | 7.72 | 1.637 | 12.63 | 
| 0.3 | 9.10 | 1.485 | 13.52 | 
| 0.4 | 10.24 | 1.398 | 14.31 | 
| 0.5 | 11.21 | 1.340 | 15.02 | 
| 0.6 | 12.08 | 1.298 | 15.68 | 
| 0.7 | 12.86 | 1.267 | 16.29 | 
| 0.8 | 13.58 | 1.242 | 16.86 | 
| 0.9 | 14.25 | 1.222 | 17.40 | 
| 1 | 14.87 | 1.205 | 17.92 | 
| 1.5 | 17.54 | 1.151 | 20.19 | 
| 2 | 19.72 | 1.121 | 22.11 | 
| 2.5 | 21.60 | 1.102 | 23.80 | 
| 3 | 23.27 | 1.088 | 25.32 | 
| 3.5 | 24.78 | 1.078 | 26.72 | 
| 4 | 26.16 | 1.071 | 28.01 | 
| 4.5 | 27.45 | 1.064 | 29.21 | 
| 5 | 28.65 | 1.059 | 30.35 | 
| 5.5 | 29.79 | 1.055 | 31.42 | 
| 6 | 30.86 | 1.051 | 32.44 | 
| 6.5 | 31.88 | 1.048 | 33.42 | 
| 7 | 32.86 | 1.045 | 34.35 | 
| d/cm | I/[(kg·m)/s] | M/g | P/(kg/cm2) | 
|---|---|---|---|
| 0.1 | 3.85 | 0.0005 | 0.013 | 
| 0.2 | 10.07 | 0.0036 | 0.114 | 
| 0.3 | 17.69 | 0.0122 | 0.411 | 
| 0.4 | 26.37 | 0.0288 | 1.031 | 
| 0.5 | 35.95 | 0.0563 | 2.114 | 
| 0.6 | 46.31 | 0.0973 | 3.812 | 
| 0.7 | 57.37 | 0.1545 | 6.290 | 
| 0.8 | 69.05 | 0.2306 | 9.719 | 
| 0.9 | 81.32 | 0.3283 | 14.283 | 
| 1 | 94.13 | 0.4503 | 20.173 | 
| 1.5 | 165.29 | 1.5197 | 76.716 | 
| 2 | 246.46 | 3.6024 | 199.153 | 
| 2.5 | 335.97 | 7.0359 | 418.692 | 
| 3 | 432.77 | 12.1580 | 769.746 | 
| 3.5 | 536.06 | 19.3064 | 1289.538 | 
| 4 | 645.26 | 28.8189 | 2017.817 | 
| 4.5 | 759.91 | 41.0331 | 2996.645 | 
| 5 | 879.63 | 56.2869 | 4270.216 | 
| 5.5 | 1004.10 | 74.9178 | 5884.722 | 
| 6 | 1133.05 | 97.2637 | 7888.226 | 
| 6.5 | 1266.25 | 123.6622 | 10330.569 | 
| 7 | 1403.49 | 154.4512 | 13263.274 | 
| d/cm | I/[(kg·m)/s] | M/g | P/(kg/cm2) | 
|---|---|---|---|
| 0.1 | 3.85 | 0.0005 | 0.013 | 
| 0.2 | 10.07 | 0.0036 | 0.114 | 
| 0.3 | 17.69 | 0.0122 | 0.411 | 
| 0.4 | 26.37 | 0.0288 | 1.031 | 
| 0.5 | 35.95 | 0.0563 | 2.114 | 
| 0.6 | 46.31 | 0.0973 | 3.812 | 
| 0.7 | 57.37 | 0.1545 | 6.290 | 
| 0.8 | 69.05 | 0.2306 | 9.719 | 
| 0.9 | 81.32 | 0.3283 | 14.283 | 
| 1 | 94.13 | 0.4503 | 20.173 | 
| 1.5 | 165.29 | 1.5197 | 76.716 | 
| 2 | 246.46 | 3.6024 | 199.153 | 
| 2.5 | 335.97 | 7.0359 | 418.692 | 
| 3 | 432.77 | 12.1580 | 769.746 | 
| 3.5 | 536.06 | 19.3064 | 1289.538 | 
| 4 | 645.26 | 28.8189 | 2017.817 | 
| 4.5 | 759.91 | 41.0331 | 2996.645 | 
| 5 | 879.63 | 56.2869 | 4270.216 | 
| 5.5 | 1004.10 | 74.9178 | 5884.722 | 
| 6 | 1133.05 | 97.2637 | 7888.226 | 
| 6.5 | 1266.25 | 123.6622 | 10330.569 | 
| 7 | 1403.49 | 154.4512 | 13263.274 | 
| [1] | 马红叶, 黄伟, 万明长, 等. 贵州猕猴桃产业提质增效技术环节与对策分析[J]. 北方园艺, 2019(14):140-145. | 
| [2] | 韩世明, 高成密, 张佳乐, 等. 贵州省猕猴桃产业发展问题及对策[J]. 农业技术与装备, 2022(1):61-64. | 
| [3] | 仲伟敏, 张学彬, 唐冬梅, 等. 基于GIS的贵阳地区美味猕猴桃种植气候适应性区划[J]. 贵州农业科学, 2022, 50(3):125-131. | 
| [4] | 仲伟敏, 黄亚欣, 唐冬梅, 等. 黔中地区二十个猕猴桃品种引种适应性比较[J]. 北方园艺, 2021(8):29-37. | 
| [5] | 王瑾. 基于强对流数值模拟的贵州冰雹识别及临近预报方法研究[D]. 北京: 中国气象科学研究院, 2008. | 
| [6] | 向淑君, 周筠珺. 贵州威宁典型雹暴天气特征研究[J]. 成都信息工程大学学报, 2020, 35(6):663-670. | 
| [7] | 彭熙, 李安定, 张丽敏, 等. 贵州气象灾害对百香果影响及防灾减灾技术措施研究[J]. 南方园艺, 2021, 32(3):47-49. | 
| [8] | 吴哲红, 詹沛刚. 贵州省冰雹灾害气候特征及防御区划[J]. 安徽农业科学, 2011, 39(31):19177-19179. | 
| [9] | 周永水, 汪超. 贵州省冰雹的时空分布特征[J]. 贵州气象, 2009, 33(6):9-11. | 
| [10] | 李姣, 王丽荣, 张琪, 等. 河北省冰雹时空分布特征及对林果的影响评估[J]. 干旱地区农业研究, 2020, 38(5):198-204. | 
| [11] | 米久书, 李兴荣, 吴章文. 冰雹对林木的危害及其对策[J]. 中国农业气象, 1990(3):58. | 
| [12] | 王维新. 冰雹对果树的危害及其预防对策[J]. 中国果菜, 2011(10):46. | 
| [13] | 刘鹏, 黄天福, 蔡衡, 等. 冰雹的形成及其对农业的影响[J]. 现代农业科技, 2011(4):303-305. | 
| [14] | 李姣, 王丽荣, 张琪, 等. 河北省冰雹时空分布特征及对林果的影响评估[J]. 干旱地区农业研究, 2020, 38(5):198-204. | 
| [15] | 李培仁, 孙鸿娉, 李军霞. 冰雹对苹果的灾损模式研究[J]. 中国农业气象, 2006(2):84-88. | 
| [16] | 陈星, 胡志勇, 江旭东, 等. 基于ABAQUS冰雹撞击数值模拟[J]. 电子技术与软件工程, 2013(7):30-31. | 
| [17] | 杨萌, 王焕毅, 王文波, 等. 山东潍坊地区的一次大风冰雹强对流天气分析[J]. 中国农学通报, 2015, 31(1):231-238.  doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.2014-1899 | 
| [18] | 王瑾, 刘黎平. 基于GIS的贵州省冰雹分布与地形因子关系分析[J]. 应用气象学报, 2008(5):627-634. | 
| [19] | 王维新. 冰雹对果树的危害及其预防对策[J]. 中国果菜, 2011(10):46. | 
| [20] | 薛澄岐, 尤志芳. 冰雹撞击试验中冰雹粒子速度测量及其误差分析[J]. 电子机械工程, 2010, 26(2):14-16. | 
| [21] | 王雨增, 刘新元. 防雹作业用弹量的计算[J]. 气象, 1996(6):29-31. | 
| [22] | 王雨增, 李凤声. 德州降雹物理特征量的观测分析[J]. 气象, 1995(7):29-33. | 
| [23] | 覃文娜. 江苏省冰雹发生规律及数值模拟技术研究[D]. 南京: 南京信息工程大学, 2012. | 
| [1] | 刘金娜, 张迪, 叶嘉怡, 周蒙, 张存莉. 6-酮型螺甾烷类化合物对猕猴桃产量及品质的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(4): 37-43. | 
| [2] | 徐达, 王梦钦, 董云龙, 张云峰. 猕猴桃花粉活力测定条件的优化研究[J]. 中国农学通报, 2023, 39(19): 44-50. | 
| [3] | 刘帆, 高萌, 王瑾婷, 刘军, 乔丹杨, 谢逸雯. 关中北部冰雹天气环境参量及雷达特征预警指标[J]. 中国农学通报, 2023, 39(11): 98-107. | 
| [4] | 池再香, 曾晓珊, 李秀亚, 龙如勇, 宋也, 郑国一. 2020年5月上旬高温强光照对红心猕猴桃果实生长的影响[J]. 中国农学通报, 2021, 37(33): 69-75. | 
| [5] | 王连润, 万红, 陶磅, 陈霞, 吴定财, 丁仁展, 李卫芬, 沙毓沧, 李坤明. 4个野生猕猴桃优良单株果实矿质元素含量分析[J]. 中国农学通报, 2021, 37(3): 112-115. | 
| [6] | 张国辉, 李向阳, 顾焕先, 张文华, 佀胜利, 李荣玉, 李明. 黔东南州红心猕猴桃叶尖干枯病病原鉴定[J]. 中国农学通报, 2021, 37(3): 145-149. | 
| [7] | 赵剑, 郭耀辉, 王森培, 林正雨. 四川猕猴桃产业竞争力分析及可持续发展战略研判[J]. 中国农学通报, 2021, 37(22): 151-157. | 
| [8] | 杨潇湘, 伍文宪, 黄小琴, 张蕾, 杜磊, 刘勇. 四川省丁香假单胞猕猴桃致病变种的遗传多样性分析[J]. 中国农学通报, 2020, 36(9): 132-137. | 
| [9] | 廖光联, 陈璐, 高欣越, 黄春辉, 钟敏, 陶俊杰, 曲雪艳, 徐小彪. 毛花猕猴桃‘赣猕6号’主要生物学特性研究[J]. 中国农学通报, 2020, 36(8): 38-42. | 
| [10] | 胡容平, 石军, 林立金, 杨东升, 叶慧丽, 陈诚, 范中菡, 陈松, 陈庆东. 猕猴桃溃疡病高效防治药剂的筛选及田间应用评价[J]. 中国农学通报, 2020, 36(6): 112-116. | 
| [11] | 陈成, 王依, 杨勇, 阎永齐. 采收成熟度对‘金艳’猕猴桃果实品质及香气成分的影响[J]. 中国农学通报, 2020, 36(31): 28-36. | 
| [12] | 王涛, 张计育, 王刚, 贾展慧, 潘德林, 郭忠仁. 猕猴桃细菌性溃疡病研究进展[J]. 中国农学通报, 2020, 36(3): 123-128. | 
| [13] | 董俊玲, 刘超, 孟寒冬. 河南省2018年1月3—4日暴雪天气的诊断分析与数值模拟[J]. 中国农学通报, 2020, 36(16): 108-114. | 
| [14] | 巫纾予,缴锡云. 畦灌变量表施尿素条件下水肥运动模拟[J]. 中国农学通报, 2019, 35(6): 20-25. | 
| [15] | 王茹琳. 猕猴桃溃疡病田间分布型分析-以“徐香”为例[J]. 中国农学通报, 2019, 35(4): 88-92. | 
| 阅读次数 | ||||||
| 全文 |  | |||||
| 摘要 |  | |||||