最速降线在粮食仓储物流中的应用.pdf

工程设计 GrainDistributionTechnology 最速降线在粮食仓储物流中的应用 张正华，赵祥涛，张明学，辛烁军 （国家粮食储备局郑州科学研究设计院 河南 郑州 450053） 摘 要：最速降线理论在工程中应用非常广泛，本文详细论述了该理论的基本原理，介绍了变分法求 解最速降线的方法，结合目前粮食仓储物流中的相关设备和工艺，讨论了最速降线理论在粮食仓储物流中 的应用前景。 关键词：最速降线；变分法；粮食仓储 The application of brachistochrone for the grain storage logistics ZHANGZheng-hua，ZHAOXiang-tao，ZHANGMing-xue，XINShuo-jun （Zhengzhou science research design institute state administration of grain reserve ， Zhengzhou 450053，China） Abstract ：Brachistochrone theory is applied widely in engineering， This paper discusses the principle of this theory on detail， and introduces the variational solution method of brachistochron，Combines with the present related equipment and process of the grain storage logistics，Discusses the application prospect ofthebrachistochroneongrainstoragelogistics. Key words ：Brachistochrone；Variationalsolutionmethod；Grainstorage 中图分类号：713 文献标识码：A 文章编号：1007－3582（2010）02－0015－02 近年来，我国粮食仓储物流工艺发展迅速，粮 擦力，沿什么曲线滑下所需时间最短，这就是著名 食的 “四散”流通工艺已经广泛应用在国内的各大 的最速降线问题，早在1630年伽利略就仔细研究 储备库。由于粮食独特的物性和用途，决定了粮食 了最速下降的初始模型，他认为球体沿圆弧下降要 仓储物流不同于一般的物流工艺，粮食输送设备的 比沿直线下降快，但是这是不完全正确的。而后约 设计、制造和安装等也都具有了其独有的特点。 翰。伯努利等人采用变分法完整地求解了这一问 粮食仓储行业，尤其是原粮仓储物流，其储运 题，最终求解出了最速降线为一段上凹的旋轮线。 的均为颗粒料，且一般为大宗物料的储运，这就决 设问题为：求解连接定点A、B的光滑曲线， 定了高效的粮食仓储物流就是在保证粮食安全、卫 使物体在重力作用下沿曲线以最短时间从A点滑到 生的前提下，努力减少磨损，降低粮食破碎率，提 B点 （初速度为零），模型简化为质点在不考虑摩 高储运设备的输送量，进而提高整个粮食仓储物流 擦时的最速下降如图1所示。 的效率。 1 最速降线 一个物体 （简化为质点）在重力作用下，从一 个给定点到不在它垂直下方的另一点，如果不计摩 收稿日期：2010-02-23 作者简介：张正华（1982-），男，助工；专业方向为机械制 造自动化。 张明学（1960-），男，高工，所长；专业方向为粮食物流。