针对深海采矿扬矿硬管内高速螺旋流输送过程中阻力损失无法精确计算的问题，利用计算流体力学软件FLUENT，采用欧拉双流体模型，计算得到扬矿硬管内高速螺旋流在不同工况条件下的阻力损失，并就其管道、物料和浆体特性等方面的影响因素进行分析。结果表明，不同工况条件下，阻力损失随提升速度、锰结核颗粒粒径、颗粒密度、浆体黏度、提升浓度的增大而增大，随管道内径和提升角速度的增大而减小。再采用能量理论，并利用MATLAB软件中的多元回归模型。推导出扬矿硬管内高速螺旋流输送的阻力损失无量纲公式，该公式能对深海采矿水力提升式扬矿硬管内高速螺旋流输送阻力损失进行理论预测，并且对实际工程应用具有一定的指导意义。

采用欧拉气液两相流动模型对液环真空泵内部三维非稳态气液两相流动进行数值模拟，通过数值模拟研究叶轮与壳体间的径向间隙及叶片型线对液环泵性能的影响，分析了液环泵内液相能量转换的规律，分析了前弯、后弯及直叶片不同叶片型线液环泵性能曲线，分析了叶轮径向间隙对液环泵性能的影响。数值模拟结果表明后弯叶片、径向直叶片和前弯叶片下液环泵的极限真空度和最大流量依次递增；随着叶轮径向间隙的减小，液环泵的极限真空度和最大流量逐渐增大。为液环泵的性能优化研究提供了理论依据。

该文以后混合磨料水射流水喷嘴为研究对象，基于两相流动的欧拉一拉格朗日和高雷诺数的标准双方程湍流模型，应用FLUENT软件对磨料水喷嘴内部两相流进行仿真，研究了固液两相流在磨料水喷嘴中的流体动态、磨料粒子的速度。通过对磨料水喷嘴磨损和液固混合相流域的权衡和模拟结果分析，得到磨料水喷嘴的锥形收敛角为30°、柱形内孔直径为0．76mm、聚焦管总长为73mm时具有较好的切割性能。通过分析不同长度、直径、锥形入口角的磨料水喷嘴，优化了磨料水喷嘴的结构参数。