基于SPH方法的平面網(wǎng)衣與水流相互作用數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來(lái)，由于人口增加，對(duì)水產(chǎn)品需求增大，使得近海水產(chǎn)資源日趨枯竭。再加上過(guò)度捕撈以及不合理的開(kāi)發(fā)等因素影響，近海海洋生態(tài)環(huán)境逐漸惡化，養(yǎng)殖區(qū)環(huán)境污染和病害問(wèn)題日趨突出，導(dǎo)致養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)品質(zhì)下降，死亡率不斷提高。為此，將網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)從內(nèi)灣、近海轉(zhuǎn)向外?；蛏詈?，尋求優(yōu)越的養(yǎng)殖環(huán)境和高質(zhì)量的養(yǎng)殖產(chǎn)品已成為網(wǎng)箱養(yǎng)殖發(fā)展的必然趨勢(shì)。深水養(yǎng)殖網(wǎng)箱由此應(yīng)運(yùn)而生，作為深水養(yǎng)殖網(wǎng)箱的重要組成部分，網(wǎng)衣是整個(gè)網(wǎng)箱系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的部件之一，不僅可以為養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)提供生

2、長(zhǎng)空間，還可以防止魚(yú)類(lèi)逃逸和敵害侵襲。網(wǎng)衣柔軟的特點(diǎn)使得網(wǎng)衣在外荷載作用下極易發(fā)生運(yùn)動(dòng)變形，在流速較大時(shí)會(huì)加大網(wǎng)箱的容積損失，從而影響到養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)的正常生長(zhǎng)。因此，研究網(wǎng)衣在水流作用下的運(yùn)動(dòng)變形和整體受力，對(duì)于深入了解網(wǎng)箱的耐流特征以及為網(wǎng)箱設(shè)置區(qū)域的選擇、材料的選擇作為參考具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖過(guò)程中，箱內(nèi)水體的流動(dòng)與魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)密切相關(guān)，箱內(nèi)水體的流速大小決定了網(wǎng)箱內(nèi)部水體的交換速度，對(duì)箱內(nèi)水質(zhì)環(huán)境影響顯著，因此網(wǎng)衣的減流作用

3、研究備受關(guān)注。
　　本文應(yīng)用SPH方法和集中質(zhì)量方法的基本原理，采用Fortran語(yǔ)言自編程序，利用數(shù)值模擬的方法對(duì)網(wǎng)衣與不同流速水流相互作用的水動(dòng)力特征進(jìn)行系統(tǒng)研究，以期得到計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果與試驗(yàn)值比較。結(jié)果表明：在三維水槽中水流與網(wǎng)衣相互作用的數(shù)值模擬中，其中網(wǎng)衣周?chē)鲌?chǎng)測(cè)點(diǎn)流速值與試驗(yàn)值誤差在10％左右，網(wǎng)衣整體受力數(shù)值模擬值與實(shí)驗(yàn)值誤差不到3%。網(wǎng)衣的變形形態(tài)雖然沒(méi)有試驗(yàn)結(jié)果對(duì)照，但是同樣編寫(xiě)入本文中。
　　研究論文共

4、有五部分組成：第一部分為緒論，主要介紹論文研究背景、國(guó)內(nèi)外關(guān)于水流作用下網(wǎng)衣水動(dòng)力特征研究進(jìn)展。第二部分對(duì)SPH方法的基本思想、基本理論進(jìn)行介紹。第三部分對(duì)兩平行板內(nèi)二維均勻流（Poiseuille流）進(jìn)行數(shù)值模擬，通過(guò)與級(jí)數(shù)解比較，得出采用SPH方法對(duì)二維均勻流進(jìn)行數(shù)值模擬的可行性、精確性等特點(diǎn)。第四部分對(duì)水槽中三維均勻流采用兩種 SPH數(shù)值模擬方法，結(jié)果比較得知施加空間體力的SPH方法更加符合實(shí)際水槽造流過(guò)程。第五部分為基于SPH方