冯冠华，李智刚，冯迎宾，梁洪光，程阳锐，吴东华

(1. 沈阳理工大学 机械工程学院,辽宁 沈阳 110159；2. 中国科学院 沈阳自动化研究所 机器人学国家重点实验室，辽宁 沈阳 110016；3. 长沙矿治研究院有限责任公司 深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室，湖南 长沙 410012)

多金属结核概念车浮游体的外形设计及阻力特性分析

冯冠华1，李智刚*2，冯迎宾2，梁洪光2，程阳锐3，吴东华3

(1. 沈阳理工大学 机械工程学院,辽宁 沈阳 110159；2. 中国科学院 沈阳自动化研究所 机器人学国家重点实验室，辽宁 沈阳 110016；3. 长沙矿治研究院有限责任公司 深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室，湖南 长沙 410012)

针对深海采矿实际需求，提出将集矿车上的液压站与集矿车分离，设计成相对独立、悬浮于集矿车前部上方的浮游体。设计了多金属结核概念车浮游体(以下简称浮游体)外形，并利用三维设计软件SolidWorks建立了其三维几何模型。在此基础上，对几何模型进行简化处理，建立了浮游体流体动力学计算模型。利用流体动力学仿真分析软件ANSYS CFX，采用雷诺时均算法(RANS算法)和两方程的k-ε湍流模型，得到了不同工况的阻力数据。采用Matlab曲线拟合功能，研究了浮游体阻力特性，验证了外形设计方案的可行性。

深海采矿；浮游体外形；流体动力学仿真分析；阻力特性

0 引言

随着陆地矿产资源的逐渐枯竭和人类对金属资源需求的日益增加，海底矿产必将成为21世纪的重要资源[1]。但是这些海底矿产大都存在于深海，必须依靠深海采矿装备——集矿车对其进行开发，集矿车设计的好坏将直接影响深海采矿的成败。……