-
题名深海多金属结核物理特性及其对采输过程的影响概述
- 1
-
-
作者
王华昆
高婧
余杨
孙震洲
李修波
-
机构
建筑与土木工程学院(厦门大学)
水利工程仿真与安全国家重点实验室(天津大学)
华东勘测设计研究院有限公司
中车smd(上海)有限公司
-
出处
《海洋开发与管理》
2023年第3期53-64,共12页
-
基金
福建省自然科学基金“深海采矿水力输运粗颗粒冲击破碎机理及其诱导冲蚀损伤研究”(2021J01212762)。
-
文摘
文章旨在确定深海多金属结核的物理特性,并分析其对采输过程的影响,以指导工程应用。总结了深海多金属结核开采的最新研究进展,通过对数据进行统计整理、回归分析,确定了结核形成机理及主要成分、在海底的分布特性、结核形态及构造、结核尺寸与重量关系、含水量、密度、孔隙特性及结核强度等关键物理特性。研究表明:结核形状多样,质松多孔隙,含水率高,近似均匀分布在海床上或浅泥层中。颗粒质量和尺寸联合概率分布具有长右尾特性,需使用更广义的联合概率密度函数copula才能准确建模。结核抗拉强度随结核直径增大按对数函数递减。此外,深海高压环境下结核的开采需更多能耗,且结核表现出更高的延性。结合固液两相流分析和颗粒沉降理论,分析了结核形状、尺寸、密度等主要参数对水力举升过程的影响,确定了颗粒破碎的主要方式和规律,总结了不同粒径级配输运造成堵塞的可能原因。
-
关键词
多金属结核
形态
密度
孔隙
强度
水力举升
碎裂
-
Keywords
Polymetallic nodules
Morphology
Density
Porosity
Strength
Hydraulic lifting
Fragmentation
-
分类号
TD50
[矿业工程—矿山机电]
P7
[天文地球—海洋科学]
-
-
题名深海多金属结核生长模拟及宏观形貌研究
- 2
-
-
作者
王华昆
高婧
蔡毅华
余杨
孙震洲
李修波
-
机构
福建省滨海土木工程数字仿真重点实验室(厦门大学)
近海海洋环境科学国家重点实验室(厦门大学)
水利工程仿真与安全国家重点实验室(天津大学)
华东勘测设计研究院有限公司
中车smd(上海)有限公司
-
出处
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2022年第5期121-131,共11页
-
基金
福建省自然科学基金资助项目(2021J05004,2020J01010)
国家自然科学基金联合基金资助项目(U2005216)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(20720220070)。
-
文摘
研究旨在提出深海多金属结核生长的数值模拟方法,以获取典型的结核宏观形貌,为后续结核输运过程的冲击碎裂仿真提供几何模型。根据已有的深海多金属结核采样研究结果,假定矿物沉积速率满足正态分布。将多阶段时变随机沉积模型嵌入ABAQUS UMESHMOTION子程序中,通过控制网格节点移动实现了结核多阶段随机生长模拟,给出了结核不同生长阶段的外形及截面特性模拟结果。分析了鱼骨、鲨鱼牙齿、板岩、鹅卵石等典型不同核心物质及矿物沉积速率变异性对结核生长过程的影响,确定了核心物质在海床淤泥中埋置深度对结核生长形态的影响。研究表明:基于网格节点移动的结核生长模拟技术可有效处理结核几何拓扑变化较小的生长过程,核心物质的初始形状及其在海床上的埋置深度是影响结核形貌的主要原因,而矿物沉积速率的变异性则主要影响结核表面的光滑度。
-
关键词
深海矿物
多金属结核
沉积速率
埋置深度
结核生长
结核形貌
-
Keywords
deep-sea minerals
polymetallic nodules
deposition rate
buried depth
nodule growth
nodule morphology
-
分类号
P744
[天文地球—海洋科学]
-