Validierung einer Partikel-Simulation von Kartoffelknollen unter ernteähnlichen Bedingungen

Autor/innen

  • Lukas Poppa
  • Ludger Frerichs
  • Bernd Niemöller

DOI:

https://doi.org/10.15150/lt.2020.3245

Abstract

Zur Optimierung von Kartoffelernteprozessen können Partikelsimulationen die umfangreichen Feldversuche reduzieren. Mit der Diskrete-Elemente-Methode (DEM) ist es möglich einen tieferen Einblick in Kartoffelernteprozesse zu erhalten. Zum Aufbau von DEM-Modellen werden Informationen zum Materialverhalten und zur Form der Partikel sowie über die Interaktion zwischen Partikeln und Maschinenteilen benötigt. Somit ist als erster Schritt der Aufbau eines Modells zur Abbildung einer idealisierten Kartoffelknolle notwendig. Der zweite Schritt stellt den Aufbau eines Kontaktmodells dar, welches in der Lage ist, die zu erzielenden Modelleigenschaften nachzubilden. Die benötigten Kontaktparameter können in Modellversuchen ermittelt werden. Zum Testen dieser Modelleigenschaften ist als letzter Schritt ein Validierungsversuch notwendig, der unter ernteähnlichen Bedingungen durchgeführt wird. Diese Veröffentlichung belegt eine mögliche Herangehensweise, mit der die wesentlichen Modelleigenschaften in einem einzigen Validierungsprozess bestätigt werden können.

Literaturhinweise

Bajema, R. W.; Hyde, G. M.; Baritelle, A. L. (1998 a): Temperature and strain rate effects on the dynamic failure properties of potato tuber tissue. Transactions of the ASAE Vol. 41(3), 8 pp. 733-740

Bajema, R.W.; Hyde, G.M. (1998 b): Instrumented pendulum for impact characterization of whole fruit and vegetable specimens. Transactions of the ASAE Vol. 41(5), 7 pp. 1399–1405

Cundall, P.A.; Strack, O.D.L. (1979): A discrete numerical model for granular assemblies. Géotechnique Vol. 29(1), pp. 47-65

DEM Solutions Ldt. (2019): EDEM 2020 Documentation. https://www.edemsimulation.com/edem-2020-0-documentation/, accessed on 17 April 2020

Diels, E.; Odenthal, T.; Keresztes, J.; Vanmaercke, S.; Verboven, P.; Nicolaï, B. M.; Saeys, W.; Ramon, H.; Smeets, B. (2016): Development of a visco-elastoplastic contact force model and its parameter determination for apples. Postharvest Biology and Technology Vol. 120, pp. 157–166, https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2016.06.003

FAO (2018): Erntemenge von Kartoffeln in ausgewählten weltweiten Ländern im Jahr 2016 (in 1.000 Tonnen). https://de.statista.com/statistik/daten/studie/609772/umfrage/erntemenge-von-kartoffeln-in-ausgewaehlten-laendern-weltweit/, accessed on 15 August 2019

Geyer, M. O.; Praeger, U.; König, C.; Graf, A.; Truppel, I.; Schlüter, O.; Herold, B. (2009): Measuring behavior of an acceleration measuring unit implanted in potatoes. Transactions of the ASABE Vol. 52(4), pp. 1267 1274

Hertz, H. (1882): Über die Berührung fester elastischer Körper. Journal für die reine und angewandte Mathematik 92, pp. 156–171

Kovács, Á.; Kerényi, G. (2016): Comparative analysis of different geometrical structures of discrete element method (DEM) for fibrous agricultural materials. In: 4. CIGR-AgEng Conference, 26.–29.06.2016, Aarhus, pp. 1–8

Lenaerts, B.; Aertsen, T.; Tijskens, E.; De Ketelaere, B.; Ramon, H.; Baerdemaeker, J. de; Saeys, W. (2014): Simulation of grain–straw separation by Discrete Element Modeling with bendable straw particles. Computers and Electronics in Agriculture 101, pp. 24–33

Mindlin, R.D.; Deresiewicz, H. (1953) Elastic Spheres in Contact under Varying Oblique Force. Journal of Applied Mechanics Vol. 20, pp. 327–344

Peters, R. (1996): Damage of potato tubers, a review. Potato research Vol. 39, 6 pp. 479-484

Thielke, L.; Kemper, S.; Sümening, F.; Frerichs, L. (2015): Simulation of stalks in agricultural processes – using the Discrete Element Method. In: 73. Conference LAND.TECHNIK AgEng, VDI AgEng, 06-07.11.2015, Hannover, VDI-Verlag, pp. 365–370

Tsuji, Y.; Tanaka, T.; Ishida, T. (1992): Lagrangian numerical simulation of plug flow of cohesionless particles in a horizontal pipe. Powder Technology 71, pp. 239–250

van Zeebroeck, M.; van Linden, V.; Darius, P.; Ketelaere, B. de; Ramon, H.; Tijskens, E. (2007): The effect of fruit factors on the bruise susceptibility of apples. Postharvest Biology and Technology 46, pp. 10–19

Winkelmann, J.; Fürll, C. (2000): Modellierung der Stoßeigenschaften von Kartoffeln. Landtechnik 55(2), pp. 154–155, https://doi.org/10.15150/lt.2000.1868

Downloads

Veröffentlicht

22.10.2020

Zitationsvorschlag

Poppa, L., Frerichs, L., & Niemöller, B. (2020). Validierung einer Partikel-Simulation von Kartoffelknollen unter ernteähnlichen Bedingungen. Agricultural engineering.Eu, 75(4). https://doi.org/10.15150/lt.2020.3245

Ausgabe

Rubrik

Fachartikel

Am häufigsten gelesenen Artikel dieser/dieses Autor/in

<< < 1 2