摘要：由于深海采矿作业深度逐渐增加，矿石颗粒在长距离水力输送过程中相互作用增强，增加了管道拥堵的概率，严重影响深海采矿效率的提升。现有研究主要关注2个球形颗粒之间的相互作用，然而实际情况涉及更为复杂的多颗粒排列方式，因此需要开展针对性研究。该文针对三角排列球形颗粒的绕流问题，运用浸没边界法进行了直接数值模拟，开展不同间距比（L/D=1.50、1.75和2.00）以及多组雷诺数（Re=300、600）的三维绕流分析，旨在揭示速度场、压力场、尾迹结构和阻力系数之间的相互作用规律。结果表明：球体颗粒尾迹涡脱落稳定程度与间距比之间呈正相关，球体间的射流状流动强度与间距比之间存在强负相关性；存在临界间距比L/D =2.00，使得上游先导球体能够为下游球体形成减阻。该研究结果揭示了优化颗粒排列方式和颗粒尾迹区不稳定性之间的关系，可为深海采矿水力输送减阻力输送的设计和操作提供重要参考。

关键字：深海采矿;直接数值模拟;浸没边界法;尾迹不稳定性

ISSN号：1000-4874

卷、期、页：卷40期2：193-201

发表日期：2025-06-06

期刊分区（SCI为中科院分区）：无

收录情况：北大中文核心期刊,CSCD（中国科技引文期刊）（扩展）

发表期刊名称：水动力学研究与进展A辑

参与作者：银波

通讯作者：程卓

第一作者：王莹莹,王科

论文类型：期刊论文

论文概要：程卓,银波,王莹莹,王科，基于浸入边界法的深海采矿中颗粒尾迹不稳定性研究，水动力学研究与进展A辑，2025，卷40期2：193-201

论文题目：基于浸入边界法的深海采矿中颗粒尾迹不稳定性研究