文档介绍：第 42 卷增刊 2  中南大学学报(自然科学版)    Suppl. 2 
2011 年 9 月  Journal of Central South University (Science and Technology)  Sep. 2011 
基于离散元模型的扬矿管线系统动力学
分析方法研究及应用
李艳 1, 2 ,  刘少军 1,  李辉 1,  肖芳其 1,戴欢   1 
(1.  中南大学机电工程学院,湖南长沙,410083; 
2.  浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江杭州,310027) 
摘要:扬矿管线系统的动力学分析对于整个深海采矿系统来说至关重要,为了克服有限元法、集中质量法计算工
作量庞大、占用大量内存和机时的缺点,采用多刚体离散元方法对深海采矿扬矿管线系统进行三维动力学计算与
分析,以提高计算速度,朝实时计算分析的方向发展。首先从静态分析和动态分析两方面给出 2 个典型算例,证
明该方法的有效性;然后,将离散元方法用于中国 1  km 深海采矿系统的动力学分析,讨论不同海流方向及速度
下系统的联动性能。计算结果表明:在计算精度相当的情况下,采用多刚体离散元方法比有限元方法计算速度快,
所需存储空间小,对于结构动力问题的迭代求解具有实际意义。
关键词:深海采矿;扬矿管线;多刚体离散元;动力学分析
中图分类号:TD807  文献标志码:A  文章编号:1672−7207(2011)S2−0226−08 
Dynamic analysis of long pipe system for 
deep­ocean mining by discrete element method 
LI Yan 1, 2,  LIU Shao­jun 1,  LI Hui1 ,  XIAO Fang­qi 1,  DAI Huan 1 
(1. School of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China; 
2. The State Key Laboratory of Fluid Power Transmission and Control, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China) 
Abstract: The dynamic analysis of pipe system is one of the most crucial problems for the entire mining system. Discrete 
element method (DEM) is proposed for the analysis of deep­ocean mining pipe system. First two examples are given to 
show that the DEM model is essful. Then the DEM model is used to perform dynamic analysis of the Chinese