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摘要
该文针对深海多金属结核在垂直输矿管道内的输运、堵塞和疏堵过程，建立了二维简化模型，使用CFD-DEM方法，开展了初始分选条件下，不同粒径比双组份颗粒群在垂直管道内输运的数值模拟。通过控制粒径比和给料浓度，研究固液两相流流态的变化、堵塞体中力链的演变和堵塞体与管壁间摩擦力的变化。提出较高的局部体积分数是引发管道堵塞的必要条件，但不是充分条件，配位数超过临界值2.25并保持稳定标志着堵塞状态的形成；浓度越高，粒径比越大，越容易引发堵塞，但浓度与粒径比无法单独确定输运状态。提高泵的功率可以使堵塞转变为段塞流状态，但无法使堵塞体分散为游离的颗粒。
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单位水利工程仿真与安全国家重点实验室; 天津大学
