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摘要
本文以矿浆泵水力提升系统的关键部件——水力提升管道为研究对象，建立了水力提升管道的几何非线性有限元模型，对水力提升管道在稳态下的静态特性进行了数值模拟。基于水力输送管道的静态特性，研究了软管的三维空间构型和海洋动力环境下管道内流场的流动特性。建立了基于欧拉模型的矿浆泵固-液两相流控制方程，并对软管中的固-液两相流进行了数值模拟。研究结果表明，集矿机位置变化对硬管的横向位移和弯曲应力影响较小，但对管道内流场的压力分布、固相速度分布和压力损失影响较大；洋流流速的变化对软管的空间构型和硬管的横向位移影响较小，但对管道内流场的压力损失影响较大；风浪等级对软管的空间构型和硬管的横向位移有较大影响，可以通过改变集矿机的位置来减少因洋流和风浪等级变化而引起的压力损失。
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