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题名附壁射流式多金属结核采集装置几何参数优化
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作者
张栢源
赵国成
肖龙飞
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机构
上海交通大学海洋工程国家重点实验室
上海交通大学海洋装备研究院
上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院
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出处
《上海交通大学学报》
北大核心
2025年第8期1059-1066,共8页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(52301332)
上海市“科技创新行动计划”扬帆专项(23YF1419800)
三亚市科技创新专项(2022KJCX67)。
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文摘
采集海底矿石颗粒是开发深海矿产资源的核心技术.基于康达效应的附壁射流式集矿技术被认为是一种具有工程应用潜力的集矿方法.基于实验验证的计算流体力学G离散元(CFDG DEM)数值模拟方法,以提高矿粒采集率为优化目标,开展集矿装置几何参数优化研究.探究集矿装置凸曲壁曲率半径与矿粒直径之比(R/d)、射流切向弧度(θ)和射流厚度与矿粒直径之比(b/d)对临界无因次射流流量(q0)的影响规律,并对各参数影响的显著性进行了比较.同时,结合集矿流场流速分布特征阐释矿粒受力运动特性.研究结果表明,b/d对集矿效率的影响最大,R/d次之,θ的影响最小.对比工况中,当R/d=9、θ=105rad、b/d=026时,矿粒采集效果最佳.本研究可为设计研发高效低扰动集矿装置提供理论支撑.
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关键词
多金属结核
附壁射流采集
计算流体力学-离散元法
矿粒采集率
参数优化
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Keywords
polymetallic nodule
Coand-effect-based collection
computational fluid dynamics-discrete element method(CFD-DEM)
nodule pick-up efficiency
parametric optimization
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分类号
P751
[交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
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