深海采矿尾水羽状流扩散的数值模拟

摘要

深海采矿尾水排放形成的羽状流会极大地污染海底环境,针对尾水排放口高度、排放速度和排放口形状影响尾水羽状流扩散的因素,利用FLUENT软件中的DPM模型建立尾水羽状流扩散模型,并通过数值仿真分析羽流扩散形态。仿真结果表明:尾水排放速度高达10 m/s,并迅速到达海床,尾水反射造成羽流二次扩散。围绕尾水排放速度对羽流尺寸的影响问题,优化了深海采矿尾水羽流抑制装置,优化结果表明安装该装置后尾水排放速度降至原来的1/3,羽流扩散幅度减少92.7%,可有效降低尾水排放环境扰动,最大程度保护深海环境。