一、深海采矿输送管道内流体对管道的作用力分析（论文文献综述）
曹玉霞[1]（2020）在《深海采矿系统作业中复合缆构形及动力学行为研究》文中认为深海采矿系统作业过程中,集矿机在海底复杂环境中能否安全稳定进行集矿作业是整个采矿系统成功运行的关键。本文以集矿机海上工程试验项目为研究背景,以集矿机采矿作业过程为研究对象,采用多刚体离散元理论和方法建立了集矿机-金属铠装复合缆-海面采矿船三者串联于一体的计算模型,对采矿系统进行了复合缆构形设计和系统联动作业仿真分析,验证了集矿机海底作业的可行性,为深海采矿系统的设计和海试提供参考依据。论文主要工作如下:基于空间梁理论,推导了多刚体离散元模型之间的连接刚度;采用莫里森公式计算金属铠装复合缆在海水中受到的水平液动力;利用多刚体离散元理论建立了深海采矿系统虚拟样机仿真模型。以集矿机与海面采矿船的水平距离、浮力体布置方式和布置大小为考虑因素,对1000米海深复合缆采矿系统进行了构形设计,获得了较为理想的单拱构形。规划了海底集矿机横向折返作业路径,并研究了集矿机在三种工况下作业时采矿系统的空间形态和动力学行为。仿真结果表明:在给定的采集宽度、间隙和速度下,采集宽度越大,集矿机、采矿船、金属铠装复合缆的受力越大,系统作业越不稳定,三种不同采集间隙下,采矿船受力总体差别不大,但开采间隙越大,复合缆在一个作业周期距离采矿船越近,复合缆拱谷距离海底的高度越小,构形越不利于集矿机海底避障作业。采集速度越大,采矿系统作业效率越高,但集矿机在行驶路径拐点处受力突变和波动越明显,越不利于采矿系统作业。
谢武德[2]（2020）在《顶张力立管外流涡激-内流密度变化的动力特性研究》文中研究指明在近海及深海油气资源的开采中,顶张力立管具有输送效率高、连续性好和运输量大等优点,得到了广泛的应用。在海洋环境中,顶张力立管势必会受到外界海流和洋流等流场的作用。当外界来流具有一定的流速时,流经管道的尾流场中将会出现漩涡脱落的现象,致使管道周围的流体压力发生动态变化,从而激发管道发生振动,即涡激振动。涡激振动涉及到外界流场与管道结构之间的流固耦合作用,具有高度的非线性特性。另外,由于海底油气分离技术和成本的限制,一般采用管道对海底油气井产出的石油和天然气直接进行混合输送。此时,管道内部为石油和天然气组成的气液两相流。气体和液体在流动的过程中容易发生变形、分离和聚集,致使管内流体的质量和密度发生变化,从而激发管道发生振动。管内流体与管道结构之间也存在着较强的流固耦合作用,具有较高的不稳定性和随机性。在外流与内流的联合作用下,顶张力立管的振动涉及到外界流场-管道结构-管内流体的多场耦合作用,其动力响应十分复杂。为了确保管道的安全性、稳定性和耐久性,国内外众多学者和专家对此进行了深入的研究,并取得了丰硕的研究成果。但是,大多数的研究通常将管内流体简化为均质的单相流或者以单相流的理论分析两相流及多相流的影响,忽略了管内流体的质量和密度随时间和空间发生的变化。鉴于此,本文对外流与内流联合作用下顶张力立管的动力响应特性进行了深入的研究,并重点考虑了管内气液两相流流体质量和密度随时间和空间的变化。本文探索了外界流场对管道产生的涡激振动,管内气液两相流流体密度变化对管道的激励作用,以及外流涡激与内流密度变化联合作用下顶张力立管的动力响应特性,具体的研究内容和结论如下:（1）单独分析外界流场对管道的激励作用。分析外界流场流经管道对管道产生的水动力,包括涡激升力和拖曳力,考虑瞬时相对来流速度的影响,并采用尾流振子模型刻画涡激升力系数的变化,从而建立了外界流场激发管道发生涡激振动的水动力模型。将水动力模型用于预报弹性支撑刚性圆柱的涡激振动和均匀流或者剪切流作用下顶张力立管的涡激振动,并将预报结果与试验结果进行对比,验证了本理论模型的合理性和有效性。进一步,考虑了顶张力立管振动过程中的弯曲应变,对管道结构的疲劳损伤指数进行了计算,计算结果较为理想。当前建立的水动力模型能够用于实际工程中对顶张力立管的涡激振动进行有效地预报,并且能够合理地评估管道结构振动的疲劳损伤。（2）单独分析管内气液两相流对管道的激励作用。分析管道输送石油和天然气组成的气液两相流,管内具有多种流型,包括:气泡流、段塞流、块状流和环状流等,指出管内流体质量和密度的变化能够导致管道发生剧烈的振动。采用数学模型刻画管内流体的密度随时间和空间发生的变化,并对其进行改进,使流体密度的变化具有行波传递的特性,更符合实际情况。对微段控制体内流体质量的变化率进行推导,发现改进的流体密度变化数学模型满足流体流动的质量守恒定律。随后,采用动量定理并结合力平衡的原理,建立了管道输送气液两相流考虑流体密度变化的动力控制方程。对控制方程进行无量纲化,并采用有限差分法和Runge-Kutta法对其进行数值求解。通过与试验结果进行对比,验证了本理论模型的合理性和有效性。本理论模型能够合理地描述管内气液两相流流体密度的变化,能够有效地预报在管内气液两相流流体密度变化的激励下管道的振动响应。（3）进一步分析管内气液两相流流体密度的变化对管道的激励作用。分析管道的振动控制方程,发现管内流体密度随时间发生变化将对管道造成参数激励的作用。采用Galerkin方法对管道的振动控制方程进行离散,并进行降阶,得到微分矩阵方程,进而求解管道系统的特征复频和固有频率。随后,基于Floquet理论判定参数激励系统的稳定性及不稳定性,将参激共振的发生条件与试验结果进行对比,验证了本理论模型的有效性。采用本理论模型,详细地分析了管内流体的质量比、流速、压强和管道端部的轴向力、材料的粘滞阻尼和粘弹性阻尼对管道参数激励不稳定性区域的影响。研究表明:管内流体的质量比越大、流速越大、压强越大、管道端部的轴向力越小、材料的粘滞阻尼和粘弹性阻尼越小,参数激励共振的不稳定区域越宽,管道系统更不稳定。据此,给出了工程中防范参激共振发生的建议,比如:增加管道端部的轴向力或者提高管道材料的阻尼性质。（4）综合分析在管外流场和管内气液两相流流体密度变化的联合激励下,顶张力立管的动力响应特性。采用水动力模型模拟外界流场激发管道发生的涡激振动,并利用改进的流体密度变化模型描述管内气液两相流流体密度的变化,根据Hamilton原理推导了管外流场和管内密度变化流体联合作用下,顶张力立管的动力控制方程。对控制方程进行无量纲化,并进行数值求解,将理论模型的计算结果与试验结果进行对比,验证了本理论模型的合理性和有效性。采用本理论模型,探索了外流涡激和内流参激共同作用下管道的动力响应特性。研究表明:在参数激励的稳定区域内和不稳定区域内,内外流的联合作用将使管道振动响应的幅值变大或者变小;当管道涡激振动的主导模态被管内流体密度的变化所激发时,管道的振动响应将会发生较大的改变;由于激发模态的贡献作用或者不同激发模态之间的相互竞争,管道振动响应的时间-空间分布位移将变得不均匀、不规则、不具有周期性,管道的振动响应将会出现多个频率。进一步,分析了内外流作用下管道结构振动的疲劳损伤,指出:管内流体密度的变化将使管道振动响应的疲劳损伤变大,尤其是在参激共振时。（5）以某顶张力立管为例,分析不同外界流场和管内气液两相流流体密度变化对管道的联合激励作用。首先,考虑管道输送均质的石油,计算管道系统的固有频率,并与已有结果进行对比,进一步验证了本理论模型的有效性。其次,考虑管道输送石油和天然气组成的气液两相流,分析了管内流体的流速、流体的平均密度和管道顶端的张力对管道系统固有频率的影响。研究表明:管内流体的流速越大、流体的平均密度越大、管道顶端的张力越小,管道系统的各阶固有频率越小。进一步,考虑管内气液两相流流体密度变化对管道造成的参数激励作用,依据西非海域和我国南海北部海流场流速的分布情况,分别将外界流场取为均匀流场和剪切流场,探索了管内流体密度的变化对均匀外流和剪切外流作用下管道振动响应和疲劳损伤的影响。研究表明:当管内流体的密度随时间和空间发生变化时,在均匀外流或者剪切外流的作用下管道的振动响应将会变得不均匀,管道结构振动的疲劳损伤将会增大。（6）设计了气液两相流的试验装置,开展了管道输送气液两相流的试验。试验系统主要包括供水系统、供气系统、测试管道、位移测量系统和压强测量系统。采用高精度的激光位移传感器测量管道振动的位移,利用高速摄像机拍摄管内气液两相流的流动状态,利用高精度的压强传感器测量管内流体的压强。首先,通过自由衰减试验,测量了空管和满水管道的固有频率和阻尼,发现当管道中充满水,管道系统的固有频率将降低,阻尼比将增大。随后,在输水管道中逐渐加大空气的输入流量,探索了管内流体由水到气的变化过程。试验结果表明:在管内流体由水到气变化过程的中间区域,管道将会发生剧烈的振动,振动响应的频率将变大;随着气体输入流量的不断增加,管内流体压强的变化更为剧烈,平均压强将变大。
么博[3]（2020）在《原油环境下多管在线清洗试验台设计》文中研究说明换热器是石化工业领域中重要的热交换设备,由于原油介质组分复杂,换热器管道极易形成污垢,企业常采用离线除垢方式。目前国内外的在线清洗技术,受到清洗原理的限制,无法应用于换热器管道的在线清洗,在此背景下,本课题组提出一种在线清洗方案,为实现该方案,本课题组已完成了定位机器人与清管器的理论研究。在此基础上,课题组欲验证在线清洗装置的工作能力并研究其性能,对在线清洗装置进行测试,但是由于工作环境为高粘原油,且换热器管束密集,常规的试验台及测试方法无法应用,因此本文旨在设计一套原油环境下多管在线清洗试验台,利用理论与模拟仿真相结合的方式对试验台的性能进行研究。本论文的研究内容分为三个部分:第一部分,进行多管在线清洗试验台的功能设计、系统设计以及试验方案设计;第二部分,进行末端执行器清洗对接装置的内流场分析以及流固耦合分析;第三部分,进行试验台液压分析和热平衡分析。主要研究内容如下:结合实际工况和在线清洗装置的工作原理,对多管在线清洗试验台进行设计。首先对多管试验台的功能进行分析,规划试验台的系统组成;其次,对试验台的流体环境实现系统、测试系统和在线清洗装置末端执行器进行设计,确定试验台需要测试的内容,对在线清洗装置的静力学性能进行分析;最后,建立多管试验台模型,检查试验台干涉情况,进行试验方案设计。为了使试验台中的在线清洗装置末端执行器具有最佳的工作性能,对清洗对接装置结构的性能进行研究。首先,分析清洗对接装置的对接过程及受力情况,建立清洗对接装置内流场数学模型和流固耦合模型;其次,对清洗对接装置的内流场进行仿真分析,研究结构参数、导引支撑环以及清管器对内流场的影响;最后,采用流固耦合方法对清洗对接装置进行静力学特性的仿真研究,以验证其结构的可行性。为了保证试验台中的液压系统和末端执行器内部的增压系统达到最好的工作效果,对液压系统的性能进行分析。首先,通过理论研究分析试验台中液压系统的压力损失和温升;其次,对试验台液压系统进行液压和热液压仿真,分析末端执行器清管器的运动特性以及在线清洗动作对液体环境的影响,并且对增压系统和试验台整体液压系统的热平衡进行研究,确定合适的流体参数。
赵珂[4]（2020）在《深海采矿长距离输送管道动力学特性研究》文中研究说明随着深海矿产资源的开发与利用,深海采矿输送系统的安全问题得到了广泛的关注,事关深海矿产资源开采工作的进一步发展。深海采矿系统所处的海洋环境复杂,其外部受到波浪、海流和风等荷载的作用,内部受到液态矿浆对管壁的作用,发生持续的非线性流固耦合作用,最终导致输送系统的失效和疲劳破坏。因此,针对深海采矿系统长距离垂直输送管道在工作中的复杂流固耦合动力学特性,重点做了以下工作:（1）建立了连接中间仓的深海输送系统计算模型,基于三维势流理论,采用附加质量法和分离变量法推导出了末端带有集中质量（中间仓）的管道流固耦合振动方程,并通过Matlab软件对方程进行求解,将计算结果与模拟仿真值进行对比验证,分析结果表明:理论计算结果和数值仿真结果基本一致。（2）针对深海采矿系统布放和回收的过程以及不同深度采矿管长发生的变化,重点研究了管道长度对结构振动特性影响,发现输送管道固有频率随着管长增加逐渐降低,降幅明显,振型以弯振为主。（3）针对矿浆输送过程中中间仓由空载状态到满载状态的过程,不同工作环境选用不同大小的中间仓情况,输送管道外壁受到海水侵蚀以及矿浆附着在管道内壁引起的管道壁厚变化等因素,深化了中间仓质量、体积以及管壁厚度对输送管道振动特性影响的认识,得出管道固有频率随着中间仓质量、中间仓体积及管壁厚度的增加而减小的结论。（4）针对输送管道与采矿船的连接方式,比较了不同约束管道固有频率及振型之间的差异,对比三种约束条件模态分析结果,弹性约束管道固有频率最大,振幅最小,且振型最为简单。在各因素中,管长的变化对管道固有频率的影响最大,因此在设计深海采矿输送系统时,可以将管长作为主要流固耦合振动特性分析影响因素考虑。（5）针对深海采矿系统长距离垂直输送管道在受到内外流同时作用时的力学特性,重点研究了外部流体（四、六级海况）和内部矿浆（流速、密度）对输送管道位移及等效应力的影响,发现输送管道最大横向位移和最大等效应力均随着外流、内流流速与内流密度增加而增大。
左帅[5]（2020）在《深海采矿扬矿管的纵向振动分析》文中进行了进一步梳理近年来,随着陆地矿产资源逐渐减少,各个国家将目光投放到了海洋矿产资源上。目前主要利用集矿机加管道式提升系统开采海洋矿产资源。扬矿管在复杂的海洋环境中承受着各种力的作用,产生很复杂的变形。另外,船的升沉会使扬矿管产生轴向振动。影响扬矿管的使用寿命,更严重的会引起重大事故。为解决上述问题,本研究分别针对等直径管和阶梯管两种不同的扬矿管进行静力学和振动分析,并采用附加吸振器的方法抑制管道的振动,其工作内容如下:首先根据实际对扬矿子系统进行简化,建立扬矿管的物理模型。对扬矿管进行受力分析,采用力学的相关知识推导了扬矿管的重力、浮力、以及泵和中间矿仓在的重力与浮力;然后选用线性Airy波理论分析海浪,采用莫里森方程推导了海浪和海流对扬矿管产生的液动力。然后采用有限元法对扬矿管进行静力学分析,采用ABAQUS软件计算出在波流联合的作用下,当采矿船分别在静止和以不同的速度匀速拖航时等直径管和阶梯管的横向偏移与弯矩。随后采用有限元理论分析扬矿管的净伸长量、轴向力以及轴向应力。并采用MATLAB进行计算,绘制出两种管道的净伸长量、轴向力以及轴向应力随海水深度的变化关系。在前面分析的基础上,确定采矿船的升沉运动幅值,之后采用有限元法建立了扬矿管的纵向振动方程,并采用中心差分法分析扬矿管的振动幅值。并在管道上取4个样点,分别绘制出两种扬矿管的幅值和轴向应力随时间的变化曲线。在计算出振幅与轴向应力随时间的变化关系后,鉴于幅值过大会影响管道的稳定性与使用寿命,因此采用附加动力吸振器的方法进行对管道减振研究工作。本研究假设在和中间矿仓上附加动力吸振器,计算扬矿管的振幅随时间的变化关系。
王献[6]（2020）在《多级混流扬矿泵内粗颗粒固液两相流数值模拟研究》文中研究表明进入21世纪以来,随着经济的快速发展,人类对自然资源的需求量愈来愈大。目前,陆地矿产资源已无法满足社会发展的需要,各国在资源利用方面都逐步向海洋进军。覆盖地球表面71%的海洋蕴藏丰富的矿藏资源,如多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等,都是人类21世纪的接替资源。因此,加强深海矿产资源的开发,对缓解我国矿产资源的供给压力、增加我国的战略资源保障程度有着极为重大的意义。本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法对多级混流扬矿泵内粗颗粒固液两相流进行了研究,分析了不同流量、不同浓度和不同粒径下泵内粗颗粒固液两相流的内流特性、磨损特性以及颗粒运动特性。论文的主要工作和主要结论如下:1、总结了国内外深海采矿技术的发展现状以及固液两相流泵的试验测试及数值计算的研究现状。2、采用速度系数法对扬矿泵叶轮和空间导叶等过流部件进行了水力设计,并采用有机玻璃加工制造了透明的叶轮和空间导叶;搭建了扬矿泵固液两相流可视化试验系统并对扬矿泵进行了能量性能试验,试验结果表明设计工况下扬程为20.20 m、效率为64.88%;1.4Qd为最优工况点,效率为68.03%。3、采用离散相模型（DPM）对不同流量、不同浓度和不同粒径下扬矿泵内固液两相流进行了数值模拟,分析了固相体积分布与液相流动之间的关系,结果表明:（1）首级叶轮和导叶与次级叶轮和导叶内的流动具有较为相似的变化规律,但首级叶轮和导叶内固相分布均匀性要优于次级叶轮和导叶内的分布;（2）随着粒径的增加,叶轮内固相有偏向叶片吸力面侧的趋势,导叶进口固相体积分数逐渐上升,流动旋涡尺度逐渐减小;叶轮内固相分布均匀性得到改善;（3）随着流量的增加,叶轮固相体积分布均有偏向叶片吸力面的趋势,压力面出口的颗粒体积分数逐渐降低,流动旋涡尺度减小;（4）随着浓度的增加,叶轮进口处叶片压力面的固相分布逐渐降低,流动旋涡尺度逐渐增大。4、采用基于流体动力学的Oka模型对扬矿泵各过流部件的磨损特性进行了模拟,分析了泵内各部位的磨损分布规律以及磨损率,结果表明:（1）随着流量的增加,2级叶轮和导叶进口磨损面积逐渐增大而出口逐渐减小,前盖板平均磨损率逐渐减小,最大下降33.8%;2级叶轮叶片、后盖板和导叶的平均磨损率均呈增大的趋势,最大上升分别为39.8%、173.9%、61.49%;（2）随着浓度的增加,2级叶轮和导叶的磨损面积均逐渐增大,平均磨损率均呈增大的趋势,最大上升分别为96.1%、89.1%、114.1%和76.84%;（3）随着粒径的增加,2级叶轮的进口和出口磨损面积均逐渐增加,平均磨损率均呈增大的趋势,最大上升分别为182.8%、158.8%和86.34%;2级导叶进口磨损面积逐渐上升,出口磨损面积逐渐下降,平均磨损率均呈减小的趋势,最大下降82.11%。5、采用CFD-DEM耦合方法对不同物性参数下扬矿泵内颗粒运动特性进行了瞬态仿真计算,分析了泵内颗粒运动情况、颗粒速度分布以及颗粒碰撞特性,结果表明:（1）随着粒径的增大,叶轮进口处的碰撞概率逐渐上升,颗粒回流现象明显;叶轮流道内颗粒由压力面向吸力面逐渐偏移;（2）随着粒径的增加,颗粒在扬矿泵的运动速度整体呈降低的趋势;颗粒速度分布区间逐渐变宽;（3）随着粒径的增加,颗粒碰撞主要由颗粒与颗粒之间的碰撞逐渐转变为颗粒与壁面之间的碰撞。
曾小东[7]（2020）在《固液两相离心泵管路系统磨损研究》文中研究说明离心泵管路系统由于结构简单,体积小,而且流量稳定,性能范围广等优点,因而成为海底采矿过程中的矿物提升系统中的优选动力提供设备,但是在介质输送过程中,流动介质对过流壁面的磨损是一个无法避免的问题。本文考虑到大颗粒流动中不可忽略的颗粒-颗粒、颗粒-壁面间作用,采用CFD-DEM相结合方法,对一台单级单吸式固液两相流离心泵及其管路系统进行了数值模拟和实验研究。实验中采用油漆涂层法观测磨损位置和超声波测厚法测量壁面厚度损失,测量实验系统在不同颗粒质量浓度下（Cm=1%～Cm=10%）性能变化,实验选用颗粒直径3 mm,两相流介质流量70 m3/h。主要研究结果如下:（1）离心泵性能会受到流动介质属性影响,当颗粒质量分数增大时,离心泵扬程和效率下降明显,但是轴功率变化缓慢,呈轻微的先上升再下降的趋势,这是由于颗粒密度高,流动性差,输送颗粒需要更多的能量,同时颗粒影响了离心泵内的流场分布,使泵内部分区域涡尺寸和数量都增大,导致泵的整体性能下降。（2）离心泵叶片工作面和蜗壳6-7断面之间区域磨损最为严重,而且叶轮、蜗壳及前后耐磨板瞬时厚度损失率均随着叶轮旋转周期性变化。当叶片旋转至蜗壳5-6断面上方时,叶片瞬时厚度损失率达到最大,蜗壳壁面磨损与颗粒运动和壁面所在位置相关。随着颗粒质量浓度增大,壁面磨损速率增大,但是其扩大趋势逐渐减小,这是由于颗粒在蜗壳内贴壁运动形成颗粒缓冲层,浓度增大并没有线性扩大颗粒对壁面的影响。（3）分析离心泵出口管道横截面上最大磨损与管道长度的关系,以及颗粒分布和壁面磨损情况。结果表明当颗粒经过一段时间稳定流动之后,直管中壁面磨损沿着管道长度呈逐渐减小的趋势,由于重力作用,水平管道比竖直管道磨损严重。弯管的外拱部是磨损最严重的区域,越靠近弯管出口,磨损越剧烈。（4）提取了不同浓度下颗粒在每一时间步下的平均速度,发现颗粒与流体之间存在速度差,两相介质在离心泵内都会加速,但是由于颗粒惯性大,加速时间更长,在离开离心泵出口之后仍有加速。在管道中颗粒分布变动较大,一般在出现结构突异处颗粒速度会出现剧变。颗粒流动过程变化为前面分析过流部件壁面磨损提供了有力证据。
陈智昊[8]（2020）在《深海矿产资源开发系统总体水动力学性能研究》文中提出大洋海底丰富的金属矿产资源将成为未来全球矿产资源需求的主要供应来源,深海矿产资源开发利用的关键技术和装备将成为海洋工程前沿研究领域的热点。深海矿产资源开发技术的研究发展至今,管道提升式深海采矿系统已被公认为是最具有开发前景的开采方案。管道提升式深海采矿系统主要包括水面支持船、长距离垂直输运扬矿管道、水下中继站、输送软管以及海底集矿机器人。目前关于深海采矿系统总体水动力性能的相关研究较少,也尚未开展完整系统的水池模型试验研究。论文紧密结合国家重点研发计划项目“深海多金属结核开采试验工程”,综合三维势流理论,计算流体力学方法以及柔性管道集中质量法,建立了自海面至海底完整的深海采矿系统数值计算模型,开展了深海采矿系统在位状态以及布放回收状态的水动力性能分析,并针对深海采矿系统作业中存在的其它不同作业状态进行了计算;与此同时,在上海交通大学海洋工程深水池完成了水池模型试验研究,试验完整模拟了1200m水深的深海采矿系统。数值计算与试验结合,分析了在复杂海洋环境条件下深海采矿系统各关键位置的载荷与运动。论文研究得出了以下结论:本文研究的深海采矿系统在水面船浪向角在180°到135°范围内可以在五级海况下进行在位作业,在四级海况下进行布放回收;当浪向角为135°到90°范围内时,扬矿管顶端位置屈服应力会增加,安全系数较低,可能发生屈服破坏,同时在该浪向角下扬矿管和月池可能会发生碰撞;布放回收工况中,扬矿管底部位置等效应力在布放初期较大;采矿车由于受到的限制较少会出现较大的位移,在采矿车运动过程中,软管和提吊钢缆可能发生缠绕;被动式升沉补偿装置能减小顶部位置的载荷和垂向位移,但主要在迎浪时生效,横浪时升沉补偿装置效果不明显;万向节结构能显着减小结构在横浪时的剪力;采矿车运动对软管的载荷和构型有一定影响,需要综合考虑规划行进路线;水面船迎浪时,垂荡运动对扬矿管的轴向载荷影响最大;根据浪向角的不同,横摇和纵摇会对轴向张力产生一定影响。
徐海良,饶星,杨放琼[9]（2019）在《横向摆动对深海采矿扬矿管输送特性的影响》文中研究指明为研究横向摆动对深海采矿扬矿管输送特性的影响,探究提高输送系统工作稳定性的方法,采用以颗粒动力学为基础的双欧拉模型和Fluent软件对横向摆动工况下的扬矿管内固液两相流进行模拟仿真,研究摆幅对管道压力损失梯度、出口处颗粒平均体积分数、颗粒体积分数沿径向分布以及颗粒轴向速度分布的影响。研究结果表明:管道摆动使压力损失梯度和出口颗粒平均体积分数呈周期性变化,摆幅越大,二者幅值变化越剧烈;随摆幅的增加,颗粒体积分数沿径向分布不均匀程度越严重,离管壁越近,颗粒聚集程度越高,最高体积分数达到30%;除管壁附近外,摆动工况下颗粒轴向速度沿管径基本呈线性分布,摆幅越大,轴向速度径向分布梯度越大,径向不对称性越严重。
徐吉磊[10]（2019）在《深海采矿扬矿管输送系统内流影响下的特性研究》文中认为深海采矿作为一种重要的海洋产业,对于国家能源开发具有重要的战略意义。扬矿管提升输送的系统方案采矿效率高,可以适用于大规模的开采项目,符合我国现阶段开采要求,是我国目前研究最为深入的一种系统方案。实际工作环境中扬矿管受到内流以及波流联合液动力载荷作用相当复杂,属于采矿系统中最关键的一部分,因此对扬矿管工作特性的研究具有重要意义。对扬矿管进行受力物理模型、环境载荷分析,运用线性波理论归纳了不同海况下水质点的运动函数;通过分析采矿船与波浪水质点的振幅损耗运动关系得到采矿船升沉规律;并运用Morison理论得出不同海况下波流联合液动力载荷作用沿水深的变化规律。依据Hamilton能量原理,分别对扬矿管输送系统的动能、势能及非保守力做功进行分析;运用有限元平面梁单元思想,对扬矿管动力学微分方程进行有限元离散化处理,对节点载荷矩阵以及管梁单元的质量、阻尼、刚度矩阵进行逐一分析,探索各矩阵由单元到整体的组合规则,建立了扬矿管输送系统在波流联合作用情况下,考虑内流影响的整体振动平衡方程。对扬矿管静力学分析得到其净伸长随水深变化规律,对Newmark法的介绍,给出了扬矿管动力学平衡方程的求解方法,并运用计算机仿真软件ADINA建立扬矿管与内流的有限元模型。通过对仿真计算结果进行归纳分析,发现随水深逐渐增加扬矿管净伸长量呈逐渐减小趋势;扬矿管在不同工况下,最大应力都作用在扬矿管顶端;最大偏移位置都发生在扬矿管底端;采矿作业工况下扬矿管系统的最大应力比布放回收阶段大0.4%,最大横向偏移大2%;系统进行采矿作业即扬矿管考虑内流时,内流速度从1m/s增至3m/s管道顶端的最大应力约增大80%,管道底端的最大横向位移约增大87.5%;内流速度从3m/s增至5m/s管道顶端的最大应力约增大87%,管道底端的最大横向位移约增大90%。综上所述,考虑内流影响下的深海采矿扬矿管系统特性研究,对于扬矿管的减振研究、提升泵的设计优化以及提升速度的选取具有一定的指导价值与参考意义。
二、深海采矿输送管道内流体对管道的作用力分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、深海采矿输送管道内流体对管道的作用力分析（论文提纲范文）
（1）深海采矿系统作业中复合缆构形及动力学行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 多金属结核采矿系统发展综述 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内研究现状 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.4 采矿系统比较分析 |
| 1.4.1 硬管采矿系统 |
| 1.4.2 软管采矿系统 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 离散元法及采矿系统所受荷载分析 |
| 2.1 多刚体离散元理论 |
| 2.2 采矿系统所受环境荷载 |
| 2.2.1 重力与浮力荷载 |
| 2.2.2 波浪和海流荷载 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 多金属结核采矿系统虚拟样机建模 |
| 3.1 虚拟样机技术简介 |
| 3.2 采矿系统虚拟样机建模 |
| 3.3 模型简化处理及参数设置 |
| 3.4 集矿机采集路径规划 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 1000米海深复合缆作业构形设计与动力学分析 |
| 4.1 集矿系统构形设计 |
| 4.1.1 零浮力布置 |
| 4.1.2 集中浮力布置 |
| 4.2 复合缆作业动力学行为分析 |
| 4.2.1 不同采集宽度下系统动力学行为分析 |
| 4.2.2 不同采集间隙下系统动力学行为分析 |
| 4.2.3 不同采集速度下系统动力学行为分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读硕士学位期间参与项目及发表论文情况 |
（2）顶张力立管外流涡激-内流密度变化的动力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 管外流场涡激振动的研究现状 |
| 1.2.2 管内流体对管道作用的研究现状 |
| 1.2.3 外流与内流联合作用的研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 外界流场作用下顶张力立管的涡激振动 |
| 2.1 顶张力立管的基本结构及理论假设条件 |
| 2.1.1 顶张力立管的基本结构 |
| 2.1.2 理论建模的假设条件 |
| 2.2 涡激振动的发生机理及主要特征 |
| 2.2.1 漩涡的脱落 |
| 2.2.2 漩涡脱落的频率 |
| 2.2.3 流场对圆柱的作用力 |
| 2.2.4 涡激振动的主要特征 |
| 2.3 涡激振动的水动力模型 |
| 2.4 弹性支撑刚性圆柱的涡激振动 |
| 2.4.1 理论模型的建立 |
| 2.4.2 数值求解方法 |
| 2.4.3 与试验的对比验证 |
| 2.5 顶张力立管的涡激振动 |
| 2.5.1 理论模型的建立 |
| 2.5.2 数值求解方法 |
| 2.5.3 模态分析法 |
| 2.5.4 疲劳损伤指数 |
| 2.5.5 与试验的对比验证 |
| 2.6 涡激振动防范的主要措施 |
| 2.7 本章小节 |
| 第3章 管内流体密度变化与管道结构振动的耦合 |
| 3.1 管内气液两相流的基本特点及理论 |
| 3.1.1 气液两相流的流型 |
| 3.1.2 气液两相流的基本理论 |
| 3.1.3 气液两相流对管道的作用 |
| 3.2 管内流体密度变化的数学模型 |
| 3.2.1 流体密度变化模型 |
| 3.2.2 改进的流体密度变化模型 |
| 3.3 管内流体密度变化与管道振动的流固耦合 |
| 3.3.1 理论建模的假设条件 |
| 3.3.2 微段受力分析 |
| 3.3.3 质量守恒定律 |
| 3.3.4 流固耦合方程的建立 |
| 3.4 振动方程的数值求解 |
| 3.4.1 振动方程的无量纲化 |
| 3.4.2 有限差分法 |
| 3.4.3 Runge-Kutta积分法 |
| 3.5 理论模型与试验的对比验证 |
| 3.5.1 试验的简介 |
| 3.5.2 管内气液段塞流的模拟 |
| 3.5.3 与试验结果的对比验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 管内流体密度变化对管道的激励作用 |
| 4.1 输流管道的振动方程 |
| 4.1.1 粘弹性材料 |
| 4.1.2 管道的振动方程 |
| 4.1.3 参数激励的特点 |
| 4.2 振动方程的Galerkin方法离散 |
| 4.3 输流管道的特征复频 |
| 4.3.1 特征复频的求解 |
| 4.3.2 与已有理论解的对比验证 |
| 4.3.3 特征复频的影响分析 |
| 4.4 参数激励的稳定性分析 |
| 4.4.1 Floquet理论 |
| 4.4.2 不稳定性的判定 |
| 4.4.3 与试验的对比验证 |
| 4.4.4 不稳定性的影响分析 |
| 4.5 工程中不稳定性防范的建议 |
| 4.6 管道的非线性振动特性 |
| 4.6.1 管道的非线性振动方程 |
| 4.6.2 非线性振动方程的验证 |
| 4.6.3 亚临界区域内的振动 |
| 4.6.4 超临界区域内的振动 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 外流与内流联合作用下顶张力立管的振动特性 |
| 5.1 内外流作用下顶张力立管的振动方程 |
| 5.1.1 理论建模的假设条件 |
| 5.1.2 管外流场涡激振动的水动力模型 |
| 5.1.3 管内流体密度变化的数学模型 |
| 5.1.4 基于Hamilton原理推导管道的振动方程 |
| 5.1.5 振动方程的无量纲化 |
| 5.2 管内流体密度变化的参数激励 |
| 5.2.1 振动方程的离散降阶 |
| 5.2.2 固有频率的求解 |
| 5.2.3 参数激励的不稳定区域 |
| 5.3 理论模型与试验的对比验证 |
| 5.3.1 振动方程的数值求解 |
| 5.3.2 与试验的对比验证 |
| 5.4 内外流作用下管道的振动响应分析 |
| 5.4.1 内流密度变化频率对管道第一阶模态涡激振动的影响 |
| 5.4.2 内流密度变化频率对管道第二阶模态涡激振动的影响 |
| 5.4.3 内流密度变化频率对管道非锁定状态涡激振动的影响 |
| 5.4.4 内流密度变化幅值对管道涡激振动的影响 |
| 5.4.5 内流密度变化初始相位角对管道涡激振动的影响 |
| 5.5 内外流联合作用下管道结构振动的疲劳损伤 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 不同外流与内流作用下顶张力立管的振动特性 |
| 6.1 顶张力立管的主要参数 |
| 6.2 顶张力立管固有频率的影响分析 |
| 6.2.1 管内流速的影响 |
| 6.2.2 管内流体平均密度的影响 |
| 6.2.3 顶端张力的影响 |
| 6.3 管内流体密度变化的参数激励 |
| 6.4 外界流场流速的分布 |
| 6.5 均匀外流作用下立管的振动 |
| 6.5.1 立管的振动响应分析 |
| 6.5.2 立管振动的疲劳损伤 |
| 6.6 剪切外流作用下立管的振动 |
| 6.6.1 立管的振动响应分析 |
| 6.6.2 立管振动的疲劳损伤 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 管道输送气液两相流的试验 |
| 7.1 试验装置系统 |
| 7.2 试验组次及数据处理方法 |
| 7.2.1 试验组次 |
| 7.2.2 数据处理方法 |
| 7.3 管内气液两相流的流动状态 |
| 7.4 管道的振动响应分析 |
| 7.4.1 自由衰减试验 |
| 7.4.2 振动响应试验 |
| 7.5 管内流体压强的分析 |
| 7.5.1 管道上游压强 |
| 7.5.2 管道下游压强 |
| 7.6 本章小节 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 研究结论 |
| 8.2 论文创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（3）原油环境下多管在线清洗试验台设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 管道群在线清洗的研究现状 |
| 1.2.2 喷射用末端执行器的研究现状 |
| 1.2.3 液压仿真技术的应用分析 |
| 1.2.4 国内外文献综述简析 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 多管在线清洗试验台设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多管在线清洗试验台的总体方案设计 |
| 2.2.1 试验环境介绍 |
| 2.2.2 试验台功能分析及总体方案设计 |
| 2.3 试验台系统设计与分析 |
| 2.3.1 流体环境实现系统设计 |
| 2.3.2 测试系统设计 |
| 2.4 在线清洗装置末端执行器的设计与分析 |
| 2.4.1 末端执行器的总体方案设计 |
| 2.4.2 清洗对接装置设计与分析 |
| 2.4.3 内部加压系统设计与分析 |
| 2.4.4 在线清洗装置的静力学性能分析 |
| 2.5 试验台试验方案设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 末端执行器清洗对接装置性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 清洗对接装置与管道的对接与流固耦合理论分析 |
| 3.2.1 清洗对接装置与管道的对接过程及受力分析 |
| 3.2.2 清洗对接装置内流场数学模型的建立 |
| 3.2.3 流固耦合模型的建立 |
| 3.3 清洗对接装置内流场仿真分析 |
| 3.3.1 影响清洗对接装置内流场的相关参数分析 |
| 3.3.2 导引支撑环的影响分析 |
| 3.3.3 清管器的影响分析 |
| 3.4 基于流固耦合的清洗对接装置性能分析 |
| 3.4.1 流固耦合仿真分析 |
| 3.4.2 清洗对接装置模态分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 多管试验台液压系统分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 液压系统的压力损失与温升分析 |
| 4.2.1 液压系统的压力损失分析 |
| 4.2.2 液压系统的温升分析 |
| 4.3 液压系统的仿真分析 |
| 4.3.1 清管器运动特性仿真分析 |
| 4.3.2 流体环境仿真分析 |
| 4.4 热液压系统的仿真分析 |
| 4.4.1 增压系统的热平衡分析 |
| 4.4.2 试验台整体液压系统的热平衡分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）深海采矿长距离输送管道动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 长距离输送管道在水中振动特性研究现状 |
| 1.2.2 深海采矿长距离输送管道力学特性研究现状 |
| 1.3 主要研究内容与方法 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 深海采矿输送系统流固耦合振动特性理论分析 |
| 2.1 深海采矿长距离输送管道振动方程理论基础 |
| 2.1.1 流固耦合振动方程的建立方法 |
| 2.1.2 流固耦合振动方程建立的基本假设 |
| 2.2 深海采矿长距离输送管道振动方程建立 |
| 2.2.1 基于三维势流理论建立流固耦合振动方程 |
| 2.2.2 基于Hamilton能量原理建立流固耦合方程 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 深海长距离输送管道振动特性数值分析 |
| 3.1 深海采矿长距离输送管道数值计算 |
| 3.1.1 深海采矿输送系统建模 |
| 3.1.2 理论求解与数值仿真解对比 |
| 3.2 不同外部流场对输送管道振动特性影响 |
| 3.3 不同管长对输送管道振动特性影响 |
| 3.4 不同顶端约束对输送管道振动特性影响 |
| 3.5 不同质量中间仓对输送管道振动特性影响 |
| 3.6 不同体积中间仓对输送管道振动特性影响 |
| 3.7 管壁容差对输送管道振动特性影响 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 深海采矿长距离输送管道外流动力学分析 |
| 4.1 波流理论 |
| 4.1.1 波浪荷载 |
| 4.1.2 海流荷载 |
| 4.1.3 采用Morison方程计算液动力 |
| 4.1.4 双向流固耦合分析概述 |
| 4.2 模型网格单元分析 |
| 4.3 不同约束条件深海采矿输送管道力学特性影响 |
| 4.4 不同海况对深海采矿输送系统力学特性影响 |
| 4.5 内部矿浆对输送系统力学特性影响 |
| 4.5.1 内流流速影响 |
| 4.5.2 内流密度影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读硕士学位期间参与及发表论文情况 |
（5）深海采矿扬矿管的纵向振动分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 扬矿管模型的建立与外部环境载荷分析 |
| 2.1 模型建立 |
| 2.2 扬矿子系统的重力和浮力 |
| 2.3 海浪载荷的计算 |
| 2.4 海流载荷的计算 |
| 2.5 波流联合作用下液动力的推导 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 扬矿管的静态特性分析 |
| 3.1 扬矿子系统的设计参数 |
| 3.2 扬矿管的横向静力学特性分析 |
| 3.3 扬矿管的纵向静力学特性分析 |
| 3.4 章末小结 |
| 4 扬矿管的纵向振动分析 |
| 4.1 采矿船升沉幅值的确定 |
| 4.2 扬矿管的振动响应分析 |
| 4.3 仿真结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 减振研究 |
| 5.1 吸振器的减振原理 |
| 5.2 附加动力吸振器的物理模型 |
| 5.3 仿真结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（6）多级混流扬矿泵内粗颗粒固液两相流数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 深海矿产开采技术的发展现状 |
| 1.2.2 固液两相流泵试验研究现状 |
| 1.2.3 粗颗粒固液两相流的试验研究 |
| 1.2.4 固液两相流泵的数值模拟研究 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 扬矿模型泵水力设计及试验 |
| 2.1 设计参数和要求 |
| 2.2 叶轮水力设计 |
| 2.3 空间导叶水力设计 |
| 2.4 模型泵及试验台 |
| 2.4.1 扬矿模型泵 |
| 2.4.2 试验台 |
| 2.4.3 外特性采集系统 |
| 2.5 能量性能分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 扬矿泵内固液两相流数值模拟 |
| 3.1 研究模型 |
| 3.1.1 模型泵参数和结构 |
| 3.1.2 三维造型及网格划分 |
| 3.2 计算模型与边界设置 |
| 3.2.1 固液两相流动控制方程 |
| 3.2.2 计算设置和研究方案 |
| 3.3 扬矿泵固液两相内流特性分析 |
| 3.3.1 外特性模拟验证 |
| 3.3.2 不同流量下的内流分布 |
| 3.3.3 不同颗粒浓度下的内流分布 |
| 3.3.4 不同颗粒直径下的内流分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 扬矿泵内粗颗粒磨损特性研究 |
| 4.1 磨损模型及设置 |
| 4.1.1 Oka磨损模型介绍 |
| 4.1.2 计算设置和方案 |
| 4.2 基于离散相模型的磨损特性分析 |
| 4.2.1 不同流量下的磨损特性 |
| 4.2.2 不同颗粒浓度下的磨损特性 |
| 4.2.3 不同颗粒直径下的磨损特性 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于CFD-DEM的扬矿泵内颗粒运动特性研究 |
| 5.1 计算模型及设置 |
| 5.1.1 FLUENT-EDEM耦合过程介绍 |
| 5.1.2 软球接触模型 |
| 5.1.3 时间匹配及步长 |
| 5.1.4 介质参数 |
| 5.2 结果及分析 |
| 5.2.1 颗粒运动特性 |
| 5.2.2 颗粒速度分布 |
| 5.2.3 颗粒碰撞特性 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 一、论文发表 |
| 二、参与科研项目 |
| 三、已获奖项及成果 |
（7）固液两相离心泵管路系统磨损研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 固液两相离心泵内流场及外特性研究 |
| 1.2.2 固液两相离心泵磨损研究 |
| 1.2.3 固液两相管道输送特性研究 |
| 1.2.4 固液两相管道磨损研究 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 固液两相离心泵管路系统研究方法 |
| 2.1 固液两相离心泵管路系统数值计算理论 |
| 2.1.1 流体控制方程 |
| 2.1.2 离散相颗粒受力分析 |
| 2.1.3 颗粒运动控制方程和磨损模型 |
| 2.1.4 固液两相流离心泵管路系统计算方法 |
| 2.2 固液两相离心泵管路系统实验方案 |
| 2.2.1 固液两相离心泵管路系统实验台 |
| 2.2.2 实验过流部件磨损测点标记 |
| 2.2.3 实验所用器材参数介绍 |
| 2.3 离心泵性能实验结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 固液两相流离心泵磨损和流动分析 |
| 3.1 颗粒浓度对离心泵外特性影响 |
| 3.2 离心泵内过流部件磨损分析 |
| 3.2.1 叶轮磨损分析 |
| 3.2.2 蜗壳磨损分析 |
| 3.2.3 前后耐磨板磨损分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 固液两相流管路系统磨损和流动分析 |
| 4.1 管道内流动及磨损分析 |
| 4.1.1 竖直管道磨损分析 |
| 4.1.2 弯管磨损分析 |
| 4.1.3 水平管道磨损分析 |
| 4.2 颗粒运动分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 全文总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（8）深海矿产资源开发系统总体水动力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 深海采矿系统概述 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 1.4.1 研究内容及方法 |
| 1.4.2 研究的创新点 |
| 第二章 计算方法 |
| 2.1 计算方法 |
| 2.1.1 三维势流理论 |
| 2.1.2 CFD方法 |
| 2.1.3 集中质量法 |
| 2.1.4 时域耦合分析 |
| 2.2 本章小结 |
| 第三章 在位作业状态下的水动力性能分析 |
| 3.1 计算模型 |
| 3.1.1 海洋环境条件 |
| 3.1.2 扬矿管阻力系数 |
| 3.1.3 采矿系统 |
| 3.2 计算结果 |
| 3.2.1 扬矿管阻力系数 |
| 3.2.2 扬矿管和软管载荷分布 |
| 3.2.3 硬管顶端位置和中继站运动时历 |
| 3.2.4 不同环境条件对扬矿管载荷影响 |
| 3.2.5 扬矿管屈服强度校核 |
| 3.2.6 扬矿管与月池碰撞情况分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 布放回收工况的水动力性能分析 |
| 4.1 计算模型 |
| 4.2 计算结果 |
| 4.2.1 载荷分析 |
| 4.2.2 中继站和采矿车的漂移运动 |
| 4.2.3 扬矿管屈服强度校核 |
| 4.2.4 扬矿管与月池碰撞情况分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 不同作业状态对水动力性能的影响分析 |
| 5.1 顶部连接方式的计算研究 |
| 5.2 采矿车行走对软管影响的计算研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 水池试验设计与分析 |
| 6.1 模型设计与模拟 |
| 6.1.1 相似准则 |
| 6.1.2 模型参数 |
| 6.2 试验环境条件 |
| 6.3 水池布置 |
| 6.4 试验与数值计算的对比验证 |
| 6.4.1 水面船RAO |
| 6.4.2 扬矿管载荷 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 未来研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位论文期间申请的专利与发表的学术论文 |
（9）横向摆动对深海采矿扬矿管输送特性的影响（论文提纲范文）
| 1 数值模拟基础 |
| 1.1 计算模型 |
| 1.2 网格划分 |
| 1.3 数学模型 |
| 1.3.1 液相控制方程 |
| 1.3.2 固相控制方程 |
| 1.4 边界条件及求解方法 |
| 2 计算结果及分析 |
| 2.1 摆幅对管道压力损失梯度的影响 |
| 2.2 摆幅对管道出口处颗粒平均体积分数的影响 |
| 2.3 摆幅对颗粒体积分数径向分布的影响 |
| 2.4 摆幅对颗粒轴向速度分布的影响 |
| 3 实验验证 |
| 4 结论 |
（10）深海采矿扬矿管输送系统内流影响下的特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 扬矿管载荷作用分析 |
| 2.1 惯性力 |
| 2.2 海浪载荷 |
| 2.3 海流载荷 |
| 2.4 采矿船的升沉响应 |
| 2.5 波流联合液动力载荷 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 扬矿管数学模型分析 |
| 3.1 建立振动微分方程 |
| 3.2 振动方程的有限元离散 |
| 3.3 扬矿管节点载荷矩阵 |
| 3.4 扬矿管质量矩阵 |
| 3.5 扬矿管阻尼矩阵 |
| 3.6 扬矿管系统刚度矩阵 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 扬矿管工作特性分析与仿真 |
| 4.1 扬矿管静力学分析 |
| 4.2 扬矿管动力学分析 |
| 4.3 扬矿管有限元模型的建立 |
| 4.4 扬矿管的仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
四、深海采矿输送管道内流体对管道的作用力分析（论文参考文献）
- [1]深海采矿系统作业中复合缆构形及动力学行为研究[D]. 曹玉霞. 湘潭大学, 2020(02)
- [2]顶张力立管外流涡激-内流密度变化的动力特性研究[D]. 谢武德. 天津大学, 2020(01)
- [3]原油环境下多管在线清洗试验台设计[D]. 么博. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [4]深海采矿长距离输送管道动力学特性研究[D]. 赵珂. 湘潭大学, 2020(02)
- [5]深海采矿扬矿管的纵向振动分析[D]. 左帅. 山东科技大学, 2020
- [6]多级混流扬矿泵内粗颗粒固液两相流数值模拟研究[D]. 王献. 江苏大学, 2020(02)
- [7]固液两相离心泵管路系统磨损研究[D]. 曾小东. 浙江理工大学, 2020(02)
- [8]深海矿产资源开发系统总体水动力学性能研究[D]. 陈智昊. 上海交通大学, 2020(01)
- [9]横向摆动对深海采矿扬矿管输送特性的影响[J]. 徐海良,饶星,杨放琼. 中南大学学报(自然科学版), 2019(10)
- [10]深海采矿扬矿管输送系统内流影响下的特性研究[D]. 徐吉磊. 山东科技大学, 2019(05)