深海采矿场管工艺参数的模拟研究

本文介绍了大洋采矿工艺参数的数学模型,利用计算机模拟结果,分析了水力扬矿系统工艺参数之间的变化规律,提出了一种用于最优匹配的方法。     

大洋采矿水力扬矿系统工艺参数的仿真计算

介绍了大洋来矿水力扬矿系统的计算机仿真计算，着重探讨了水力扬矿系统各工艺参数的仿真结果、最优匹配及其实用价值．     

深海采矿扬矿管横向运动特性

将扬矿管考虑成弹性梁，通过分析梁单元在垂直平面所受的各种横向载荷的影响，建立梁单元横向振动的数学模型，同时根据扬矿管的边界条件，利用伽疗金法，对运动方程进行求解。求出扬矿管相对于船的偏移、扬矿管的弯曲应力以及在不同拖航速度及不同时刻扬矿管的偏移和弯曲应力的变化规律，给扬矿管的整体设计提供依据。     

深海海底采矿扬矿管系统的三维动态分析

对于过去文章中提出的从５０００ｍ和６０００ｍ深的海底开采锰结核的２种扬矿管模型,分别完成了时域内垂直状态下轴向强迫振动和三维托曳特性的非线必珐分析．所用的海底采矿分析方法以集中质量法和增量迭代法为基础。用纽马克方法进行时间积分。水中的泵及缓冲器看作刚体。基于模拟分析、对扬矿管设计的两个问题进行了讨论：管的结构强度和采矿作业的总体集中控制。     

大洋采矿水力扬矿系统的水力学计算

在总结国内外关于固─液两相流理论和水力提升、水力输送、水力扬矿等试验研究以及实际应用方面所取得的成果基础上，归纳出了水力扬矿系统水力学计算方法，为扬矿系统工艺参数的分析研究和扬矿系统设计，提供了理论依据。最后还给出了扬矿系统的水力学计算实例。     

深海采矿扬矿管非线性变形分析

深海采矿系统扬矿管道不仅承担了运输矿石的功能,而且承受了整个系统大部分的重力,并且还受到海水绕流阻力、管道内外的压力、以及波浪引起的动载荷的综合作用,其变形及应力情况都很复杂,给系统的正常工作带来隐患。综合运用力学知识,运用有限元的思想,将整个管道离散化,使用迭代法编程求解出了每一部分的变形,并绘制出多种情况下的变形曲线。通过对扬矿管的非线性变形分析,得出了采矿船相对洋流的速度将是影响扬矿管变形的决定性因素的结论,对扬矿管的设计及强度校核具有较高的参考价值。     

深海采矿扬矿管横向液动力分析

深海采矿扬矿管上的横向 由两部分组成;海流作用力、波浪作用力。本文从理论上分析了海流速度,涨浪水质点速度和加速度、扬矿管直径、海水密度对横向液动力的影响,并且根据摩尔森公式得出了扬矿管所受的横向液动力。     

深海采矿扬矿管非线性动态特性研究

深海采矿扬矿管受海浪、海流及采矿船的拖航作用产生大偏移。将扬矿管简化为梁单元,建立了几何非线性有限元模型,分析了液动力的计算方法,给出了增量平衡方程以及Newmark迭代方法。分析了采矿船在变速条件下扬矿管的偏移构型、运动速度、加速度及弯曲应力。扬矿管底端（即缓冲矿仓处）偏移位移达319.02m,扬矿管在顶部弯曲应力达13.1034MN/m^2。     

5000m扬矿管纵向振动研究

运用有限元的方法对深海采矿系统中的扬矿管进行了静力分析和动态分析,将５０００ｍ扬矿管等分成２０个两节点梁单元,应用等效线性化方法及结构对地震的反应原理建立了扬矿管纵向运动模型．采用ＡＤＩＮＡ有限元分析软件．通过研究在海水中不同海浪周期下扬矿管的振动特性可知：扬矿管的一阶纵向共振周期处于海洋中海浪通常出现的周期范围内;共振时扬矿管顶端与末端的纵向振动的相位差接近１８０°,产生轴向应力很大,给管子的设计和操作带来极大的影响．     

德国深海采矿技术的研究

介绍了所考察的德国深海采矿关键技术和设备－集矿机．扬矿系统和环境保护的研究近况。     

5000m扬矿管的纵向振动

运用有限元的方法对深海采矿系统中的扬矿管进行了静力分析和动态分析。采用ＡＮＤＩＡ有限元分析软件,通过研究在海水中不同海浪周期下扬矿管的振动特性可知,扬矿管的一阶纵向共振周期处于海洋中海浪通常出现的周期范围内;共振时扬矿管顶端与末端的纵向振动的相位差接近π／２,产生轴向应力很大,给管子的设计和操作带来极大的影响。     

深海采矿扬矿管的运动对流动参数影响的研究

结合深海开采扬矿应用条件建立了模拟扬矿管升沉、摆动和倾斜的提升试验系统, 进行了较大摆幅和较宽频率范围的试验, 获得了比较全面的试验数据, 建立了计算模型。研究所确定的提升管升沉、摆动和倾斜对管内流动参数的影响规律已应用于5 000 m深海采矿系统中试技术设计和1 000 m水深海试采矿系统设计及其扬矿设备的研制。     

深海采矿扬矿管的横向运动响应分析

在陆地矿产资源日渐枯竭与工业需求不断增长的矛盾下,深海矿物的开采已是势在必行。深海采矿扬矿管有区别于石油平台立管的特殊之处,由于处于悬垂状态而具有高自由度,因此其水平运动响应值得关注。采用有限元软件Abaqus的Aqua模块对其进行有限元模拟,通过建模计算,得到扬矿管在作业状态与不同拖航速度下的水平偏移与弯矩分布情况,得到了一些具有参考价值的结论。     

基于Galerkin法的阶梯式扬矿管偏移分析

深海采矿系统中，连接在采矿船上的扬矿管受多种因素的影响。呈现出相当的复杂动力学特性，将扬矿管考虑成弹性梁，通过分析梁单元在垂直平面所受的各种横向载荷的影响，建立起了梁单元横向振动的数学模型，同时根据扬矿管的边界条件，利用Galerkin法，对此数学模型进行了求解，得到扬矿管相对于船的偏移，以及扬矿管的弯曲应力等。     

深海采矿扬矿管纵向振动的有限元分析

建立了深海采矿扬矿管的纵向振动微分方程,应用矩阵迭代法求取扬矿管的固有频率和固有振型,使用MAT-LAB得到了扬矿管固有频率,并绘制扬矿管的固有振型曲线。采用直接积分法中的Newmark法求解扬矿管的动力学响应,利用abaqus对扬矿管的纵向振动进行了仿真计算,绘制了扬矿管上4个位置的振动随时间的变化曲线,以及在10个采样时间点扬矿管振动随位置的变化曲线。     

大洋多金属结核扬矿试验参数检测和自控系统

介绍了为进行大洋多金属结核扬矿模拟试验所建立的计算机自动检测与控制系统的软硬件组成及其计算机数据集功能，同时描述了该测控系统在扬矿试验中的应用情况。     

深海海底采矿扬矿管系统的三维动态分析

对于过去文章中提出的从5000m和6000m深的海底开采锰结核的2种扬矿管模型，分别完成了时域内垂直状态下轴向强迫振动和三维拖曳特性的非线性动态分析。所用的海底采矿分析方法以集中质量法和增量迭代法为基础。用纽马克（Newmark）方法进行时间积分。水中的泵及缓冲器看作刚体。基于模拟分析，对扬矿管设计的两个问题进行了讨论：管的结构强度和采矿作业的总体集中控制。