尾流板对深海采矿收集器尾部羽状流扩散抑制作用研究

作     者：周银清 赵勇 白天保 黄昆 

作者机构：大连海事大学船舶与海洋工程学院 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 

出 版 物：《海洋工程》 (The Ocean Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51679021) 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才队伍经费(GML20240001,GML2024009) 

主　　题：深海采矿 羽流 尾流板 欧拉-欧拉模型 环境影响评估 

摘      要：近年来深海多金属结核采矿研究活动大幅增加，但深海采矿对环境影响程度仍有待确定，尤其是采矿车尾部沉积物羽流的排出对海底环境的影响。为了模拟商业采矿过程中羽流排放阶段的演变和扩散过程，基于欧拉-欧拉颗粒流模型，通过改变深海采矿车尾流板角度设计五种不同羽流排放数值模型，分析了尾流板和沉积物羽流在采矿距离一定时的动态相互作用，确定了不同羽流排放速度和采矿车速度以及不同排放质量流量下尾流板对沉积物羽流的影响，研究得出当尾流板与羽流排放方向夹角为60度时对沉积物羽流排放阶段的扩散有明显抑制作用，有助于在实地采矿时减小羽流扩散范围，且表明羽流排放速度与采矿车行进速度比率0.5 Vp/Vm 1.0时尾流板对沉积物羽流的截留效果最好，深海采矿沉积物羽流扩散抑制作用的研究可为减小深海采矿作业造成的环境影响提供一定参考。