航空植保技术凭借无人机飞行作业灵活方便、作业效率高等特点,在现代化智慧大农业中占据显著地位,但作业过程仍存在飘移和沉积效果不明显等问题。因此本文以无人机结构作为切入点,在符合植保器械喷药标准的前提下,通过无人机风场分布对雾滴的沉积关系进行理论分析,根据多旋翼植保无人机旋翼结构的布局,基于计算机流体力学对无人机旋翼下方风场进行模拟仿真分析。在此风场下,研究不同作业参数下四旋翼植保无人机旋翼风场对雾滴沉积效果的影响,以得到喷洒效果最佳作业参数。为优化多旋翼无人机喷洒奠定基础,提高雾滴在农作物表面的沉积效果,为精准施药技术的研究提供支撑。主要研究内容如下:(1)旋翼风场分布对雾滴沉积影响的理论分析及模拟仿真通过空气动力学理论分析无人机风场的形成特点以及风场速度变化规律,结合风场特性,进一步分析雾滴在气流场里的沉降过程,明确雾滴在旋翼下方风场和其他不同作用力下的变化规律,为基于CFD数值仿真分析旋翼风场的分布规律提供理论支撑。在理论基础上,使用Solidworks Flow Simulation流体力学仿真子模块软件,进行四、六、八旋翼无人机的有限元分析与设计,对旋翼下方风场进行仿真模拟,建立多旋翼植保无人机的风场与旋翼数量和轴距的数值模拟函数关系,为风场下雾滴沉积效果提供模型依据。(2)多旋翼植保无人机试验台设计与研究根据模拟无人机旋翼仿真结果和雾滴沉积效果试验要求,设计一种可视化多旋翼植保无人机试验平台,该试验台可实现无人机不同作业参数的控制与监测,保证了无人机高度、旋翼转速、压力可监控,实现了植保作业过程农药喷洒、雾滴收集以及雾滴沉积效果检测之间高度配合;试验后,试验平台可以进行远程控制及试验数据实时处理与存储。(3)基于试验台对风场分布验证及雾滴雾滴沉积效果试验研究依据旋翼无人机模拟仿真结果,进行三因素多水平混合水平正交试验设计,进行四旋翼植保无人机风量化试验、力学性能试验以及喷洒作业试验,试验结果表明:四旋翼植保无人机飞行高度、旋翼转速、旋翼轴距等因素对雾滴沉积评价指标的显著影响,影响主次顺序:旋翼转速>旋翼轴距>飞行高度。当四旋翼植保无人机作业参数组合为:飞行高度为1.5m、旋翼转速为2000r/min、旋翼间距610mm时,进行喷洒试验后,雾滴评价指标为:沉积量1370ml,变异系数为40.1%,飘移率为15.8%,此时喷洒效果最佳。