水稻深施追肥可显著提高肥料的利用率。由于水稻植株、地表杂草、水田表面较深的覆水以及水田泥壤长时间沉淀等因素的影响,肥料深施定位成为深施追肥技术及装备研究与应用的难题。本文针对本团队设计的一种气力式水稻深施追肥装置的分水器进行仿生设计、模拟分析,确定了最优参数以达到分水减阻,减小肥料入泥阻力,为实现肥料深施定位奠定基础。主要研究内容及结论如下:1)通过查阅国内外相关文献,进行河蚌的栖息环境以及其流线型外形特点分析,确定了河蚌作为仿生原型。测定了三类常见的河蚌的几何参数以及运动速度的特性,并且运用3D扫描技术进行了河蚌的外形扫描以及物理模型的构建,为分水器的总体结构设计与仿真试验奠定基础。2)基于河蚌生物学特性的分水器仿生设计。提取河蚌头部的轮廓曲线,将头部的轮廓曲线应用到分水器的分水面上,将身体特征曲线截取应用到分水器整体设计。3)进行了分水器分水作业的过程进行力学分析,结果表明,分水器前进速度、长度、幅宽均会增大前进总阻力;确定了仿生分水器的结构参数,分水器长度为20cm,分水器幅宽为3.5cm,分水器尾部宽度为1.5cm。4)利用ANSYS/Fluent对分水器进行了单因素仿真试验,研究了河蚌的头部形状、分水器前进速度、分水器长度、尾部宽度与幅宽对分水作业性能的影响,确定了河蚌的头部形状,以及分水器前进速度、分水器长度、尾部宽度与幅宽等合理的取值范围,为分水器组合试验研究以及参数优化奠定基础。5)在单因素仿真试验基础上,通过组合仿真试验建立了各试验因素与分水器总阻力、回流位置的回归模型,并分析了各因素对分水器分水性能指标的影响规律;根据各指标因素对分水性能造成影响的重要程度确定了其影响权重,最终得到了分水器的最优参数组合,即分水器前进速度为1m/s,分水器长度为21cm,分水器尾部宽度为4.5cm,分水器幅宽为7cm。在此参数条件下,总阻力为5.47N,最优回流位置距前端垂直距离为5.83cm,回流水深为1.70cm。6)搭建了验证试验系统,进行了不同前进速度下的仿生分水器总阻力、分水作业性能回流情况的测定试验,试验结果表明仿生分水器总阻力与普通分水器相比减阻率为20%;仿生分水器的实际试验的回流效果与仿真结果较为一致。综上,所设计的分水器满足预期设计要求。