摘要

深海扬矿系统周围海流和内部提升矿浆的流动会对输流软管产生流-固耦合作用力,建立包括输流软管、内部矿浆和外部海流在内的三维流-固耦合模型,分析在内、外部流体共同作用下输流软管的空间变形及软管中的应力分布。研究表明:输流软管的最大横向位移随着内流速度和密度的增大而减小;最大主应力随着内流速度的增大,先减小后增大,随着内流密度的增大而增大;输流软管的最大横向位移和最大主应力随着外流速度的增大而增大。为了保证输流软管在工作中有着相对稳定的构型,确保深海采矿系统能够安全高效地运行,输流软管中内流速度和密度都应保持在合理的变化范围,并且输流软管更适合在海流速度低于0.3 m/s的海洋环境中工作。