导读:本文包含了扬矿管线论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:深海采矿,扬矿管线,空间构形,动态特性
扬矿管线论文文献综述
王刚[1]（2008）在《深海采矿作业过程扬矿管线系统空间构形与动态特性研究》一文中研究指出陆地上矿物资源的逐渐枯竭成为进行强有力海洋采矿研究的重要动机。在复杂海洋环境因素影响下将深海多金属结核连续、高效地采集并输送到海面采矿船上,同时要求开采系统具有高度可靠性和商业应用价值,是目前深海采矿面临的主要研究课题之一。管道提升式深海采矿系统是目前被国际广泛认可的典型深海多金属结核开采系统。自20世纪70年代,国际上各研究机构对这种采矿系统开展了大量的研究与海洋试验。中国深海多金属结核开采1000m海试系统亦采用集矿机与管道提升相结合的采矿方式,其扬矿系统是由扬矿硬管、扬矿泵、中间仓、柔性软管等多体组合的复杂长管线系统。在海洋采矿作业过程中,扬矿管线系统既受到包括海洋环境载荷在内的各种复杂外部载荷作用,又受到海面采矿船和海底集矿机作业运动的影响,因此无论是在布放回收还是在拖航作业过程中,其运动学和动力学特性都十分复杂。作者结合国家深海技术发展项目相关课题,采用有限元法对深海采矿扬矿管线系统作业过程进行数值模拟,研究管线空间构形和动态特性。主要研究内容如下:1.多体组合的深海采矿扬矿管线系统各部分主体结构之间力学耦合,根据中国深海采矿1000m海试系统总体方案和作业规划,针对扬矿系统各部分的结构特点、联接方式和作业条件,研究多体组合的扬矿管线系统在复杂外部载荷和作业联动作用下的力学建模。柔性复合软管作为扬矿管线系统的重要组成部分,其建模方法对整体扬矿系统作业联动分析的计算效率和精度影响很大。针对柔性复合软管抗拉刚度大,抗弯刚度小的宏观特性,提出了基于空间管梁有限元模型的单元耦合建模方法,建立了包括扬矿硬管、柔性软管、中间仓及扬矿泵等多体组合的扬矿管线系统有限元模型,为整体扬矿管线系统布放回收和拖航作业过程动力学分析提供了一种较精确的力学分析模型。2.扬矿管线有限元模型的外部载荷包括重力、浮力、海洋液动力、内外流体压力、内部流体运动产生的摩擦力、泵工作产生的轴向力和扭矩、软管的集中吊挂浮力等,在整体作业联动过程分析中,还包括采矿船和集矿机的运动载荷,以及布放回收作业中管线的运动载荷。扬矿管在海洋中受到波浪和海流联合作用的液动力载荷是扬矿管线主要的环境载荷,在海洋工程结构中属小直径管柱的流体动力问题。作者基于Morison公式研究了波浪与海流联合作用下扬矿管液动力载荷计算方法,同时给出了在大型低噪声循环水槽中进行的1000m海试系统中带附管扬矿管的流体动力系数试验方法和测定结果。3.在变形过程中伴随有大位移和有限旋转的空间管梁结构的几何非线性有限元分析方法有全拉格朗日法(TL),更新拉格朗日法(UL)和随体旋转法(CR)等。研究分析了拉格朗日法与随体旋转法各自的特点,给出了Rankin等推导的随体旋转法求解原理,并选用该方法求解扬矿管线的几何非线性问题。4.基于多体组合的扬矿管线有限元模型,采用静态分析方法对软管的空间构形进行研究,为扬矿管线系统布放回收和拖航作业过程动态分析提供基本参数。在软管空间构形的影响因素中,软管集中吊挂浮力配置方式对其水下空间构形的影响很大。在综合考虑软管空间构形、软管下端对集矿机作用力、软管下端偏转角度等多种因素基础上,研究了较优的软管集中吊挂浮力配置方案,包括浮力大小、配置比例、浮力体吊挂位置等。5.在布放回收作业过程中扬矿管线系统的结构形态和力学特性发生着快速变化,开展了扬矿管线布放回收过程数值模拟的探索性研究。针对布放过程中集矿机着底后管线系统的动态特性分析,建立了相应的有限元初始化模型,并对不同运动参数下布放作业中的管线形态和动态特性进行瞬态动力学分析。研究发现:较低的管线布放速度可以明显改善系统的动态特性;某些布放方式可能导致软管产生堆积缠绕现象,对此论文提出了相应的避免措施;管线回收作业的数值模拟过程基本上是布放作业过程模拟的逆过程,其动力学特性亦具有可比性。6.对多种运动参数下的扬矿管线作业联动特性和3种典型连续轨迹的拖航作业模式进行了动力学分析,实现了扬矿管线系统在稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷组合作用下时程变化的位移、作用力及应力的求解。研究表明:拖航速度越高,扬矿硬管偏转角度和中间仓的横向偏移越大,软管马鞍型形态畸变程度也相应增大;在低于0.5m/s速度下拖航,中间仓的拖曳轨迹与采矿船运动轨迹基本一致,系统的跟随性较好。7.由于海试系统的软管布放长度会根据实际水深适当调整,且中间仓距海底高度随海底地形变化,因此以中间仓为中心,建立了集矿机动态安全域。将软管布放长度和中间仓距海底高度在其变化值范围内离散化,并根据有限元分析结果,建立了集矿机动态安全域参数实时查询表,可供作业监控系统实时调用。8.为了验证扬矿管线建模方法的正确性,采用一个与1000m海试扬矿管线系统特征相似的拖曳水池实验模型,根据相同的管线建模方法建立了实验系统的有限元模型。选择有代表性的有流试验和无流试验两种实验测试结果与计算结果作比较,应力计算结果与实验测量结果相吻合。上述研究结果为深海多金属结核1000m海试开采系统的设计及其作业规化提供了基本参数和理论依据,同时研究方法为类似海洋工程长管线作业系统的研究提供了思路。(本文来源于《中南大学》期刊2008-09-01）
刘金书[2]（2008）在《6000m深海采矿系统扬矿管线的拖曳特性研究》一文中研究指出大洋多金属结核是一种具有很大开采价值的深海矿产资源,广泛分布于大洋4000m—6000m深的海底,储量非常大。在开发这种海洋资源的各种可能采矿系统中,水力提升系统最为实用,也是我国大洋采矿提升技术主要的研究方向。它由集矿子系统、扬矿子系统、遥测遥控子系统和洋面保障子系统等组成。扬矿子系统是大洋采矿系统中的重要组成部分,它直接影响结核的输送、采矿效率、提升能力、可靠性及作业操作。本文针对深海采矿水力提升系统中扬矿系统的受力情况,对扬矿系统在各种工况条件下的拖曳特性进行了分析研究。主要内容包括:(1)分析了扬矿系统所受的各种载荷和边界条件,建立了扬矿系统的力学模型;(2)基于Morsion方程,推导了扬矿管在倾斜状态下液动力的计算方法,同时说明了阻力系数的选取;(3)介绍了有限元的基本思想,建立了阶梯状扬矿系统几何非线性有限元模型,推到了空间梁单元的刚度矩阵及整体刚度矩阵;(4)对扬矿系统在不同工况下的拖曳特性进行了数值求解,并做了比较分析,得出了集矿机的作业范围以及受力范围;(5)对扬矿系统进行了模拟试验研究。本论文对扬矿系统所做的仿真分析方法及结果,对深海采矿系统的研究开发具有参考价值。(本文来源于《中南大学》期刊2008-06-30）
扬矿管线论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
大洋多金属结核是一种具有很大开采价值的深海矿产资源,广泛分布于大洋4000m—6000m深的海底,储量非常大。在开发这种海洋资源的各种可能采矿系统中,水力提升系统最为实用,也是我国大洋采矿提升技术主要的研究方向。它由集矿子系统、扬矿子系统、遥测遥控子系统和洋面保障子系统等组成。扬矿子系统是大洋采矿系统中的重要组成部分,它直接影响结核的输送、采矿效率、提升能力、可靠性及作业操作。本文针对深海采矿水力提升系统中扬矿系统的受力情况,对扬矿系统在各种工况条件下的拖曳特性进行了分析研究。主要内容包括:(1)分析了扬矿系统所受的各种载荷和边界条件,建立了扬矿系统的力学模型;(2)基于Morsion方程,推导了扬矿管在倾斜状态下液动力的计算方法,同时说明了阻力系数的选取;(3)介绍了有限元的基本思想,建立了阶梯状扬矿系统几何非线性有限元模型,推到了空间梁单元的刚度矩阵及整体刚度矩阵;(4)对扬矿系统在不同工况下的拖曳特性进行了数值求解,并做了比较分析,得出了集矿机的作业范围以及受力范围;(5)对扬矿系统进行了模拟试验研究。本论文对扬矿系统所做的仿真分析方法及结果,对深海采矿系统的研究开发具有参考价值。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
扬矿管线论文参考文献
[1].王刚.深海采矿作业过程扬矿管线系统空间构形与动态特性研究[D].中南大学.2008
[2].刘金书.6000m深海采矿系统扬矿管线的拖曳特性研究[D].中南大学.2008