基于OpenFOAM的悬沙与运动集矿车相互作用数值模拟研究

近年来,深海采矿越来越成为学术研究的前沿热点问题,其中集矿车对海底环境影响问题是重点研究的内容之一。文章基于计算流体力学工具箱OpenFOAM中的两相流混合模块,分别建立我国研制的第二代集矿车[1]的二维和三维简化模型,模拟悬浮沉积物在水中的扩散和沉积过程,植入基于浮力项修正的k-ωSST湍流模型实现湍流闭合,并使用任意耦合滑移网格法(ACMI)实现对集矿车长距离位移的模拟,分析了集矿车与水-沉积物两相流相互作用对周围流场结构的影响,以及三维模拟中壁面效应对模拟结果的影响,探究了沉积物羽流扰动机制,为进一步研究集矿车对海底环境影响提供技术支撑。