模拟深海采矿混响环境实验装置研究
本文关键词: 深海采矿 实验系统 模拟采矿环境 超声探测 钴结壳 出处:《工程科学学报》2017年05期 论文类型:期刊论文
【摘要】:针对真实深海采矿环境下实时微地形超声探测声信号获取难的问题,设计并建立了一套能模拟真实深海采矿混响环境的超声探测实验系统.在对螺旋采掘头结构简化的基础上,利用Fluent模拟了螺旋采掘头与多组叶轮模型对水下流场的影响,对二者所得的水下流场进行比较后,确定所选叶轮模型能较好地反映真实采矿环境.随后针对叶轮模型,实验测量了泥沙垂向浓度分布,验证了设计模型的正确性.最后进行超声探测实验,结果表明,悬浮泥沙不仅对声波产生黏滞和吸收,而且会产生严重的混响干扰,通过该超声探测系统的时间增益补偿,可有效抑制混响干扰,增加目标检测概率.本项研究为深海采矿混响环境下的超声微地形探测提供了研究基础.
[Abstract]:Aiming at the problem of obtaining acoustic signal of real-time micro-topography ultrasonic detection in real deep-sea mining environment, a set of ultrasonic detection experimental system is designed and established to simulate the real deep-sea mining reverberation environment. On the basis of simplifying the structure of spiral mining head, the ultrasonic detection system is designed and established. The influence of spiral excavator and multi-group impeller model on underwater flow field is simulated by Fluent. After comparing the underwater flow field obtained from the two models, it is determined that the selected impeller model can better reflect the real mining environment. Then, the impeller model is aimed at the impeller model. The vertical concentration distribution of sediment is measured, and the correctness of the design model is verified. Finally, the ultrasonic detection experiment shows that suspended sediment not only produces viscosity and absorption to sound wave, but also produces serious reverberation interference. Through the time gain compensation of the ultrasonic detection system, the reverberation interference can be effectively suppressed and the detection probability of the target can be increased. This study provides a research basis for the detection of ultrasonic microtopography in the reverberation environment of deep-sea mining.
【作者单位】: 中南大学机电工程学院;中南大学高性能复杂制造国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51374245) 中南大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2015zzts196)
【分类号】:TD857
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,本文编号:1522247
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