深水重力式網(wǎng)箱水動(dòng)力特性數(shù)值模擬研究.pdf

1、由于近海海洋環(huán)境破壞嚴(yán)重，養(yǎng)殖區(qū)環(huán)境污染和病害問題日趨突出，導(dǎo)致養(yǎng)殖魚類品質(zhì)下降，死亡率不斷增高。為此，將網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)從內(nèi)灣、近海向外?；蛏詈０l(fā)展已成為一種必然選擇。然而外海水域的海況復(fù)雜，深水區(qū)浪高、流急，網(wǎng)箱系統(tǒng)必須有抵抗大浪、強(qiáng)流的能力。這也使深海網(wǎng)箱抗風(fēng)浪和耐流技術(shù)的解決成為制約深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖的主要技術(shù)瓶頸，而深水網(wǎng)箱水動(dòng)力特性研究是解決這一技術(shù)瓶頸所必需的基礎(chǔ)性研究。 本文采用集中質(zhì)量方法和剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)原理來建立數(shù)學(xué)模型，利

2、用數(shù)值模擬的方法對(duì)重力式網(wǎng)箱在波浪、水流以及波流聯(lián)合作用下的水動(dòng)力特性進(jìn)行系統(tǒng)研究。以期依據(jù)計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，在一定程度上代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模型試驗(yàn)和海上實(shí)際觀測，以達(dá)到節(jié)省網(wǎng)箱設(shè)計(jì)費(fèi)用，縮短設(shè)計(jì)周期的目的，從而為解決制約網(wǎng)箱發(fā)展的主要技術(shù)瓶頸提供工程理論和技術(shù)方法。本文研究工作依托于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和863計(jì)劃合作項(xiàng)目。 研究論文共包含七部分： 第一部分為緒論，主要介紹深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)及相關(guān)學(xué)科研究的現(xiàn)狀和進(jìn)展。 第

3、二部分為基本理論與數(shù)學(xué)模型的介紹，著重分析了重力式網(wǎng)箱主要組成部件數(shù)學(xué)模型的建立和整體網(wǎng)箱模擬計(jì)算流程，此部分是后面模擬工作的基礎(chǔ)。 第三部對(duì)平面網(wǎng)衣系統(tǒng)在波浪、水流作用下的水動(dòng)力特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，并利用模型試驗(yàn)結(jié)果對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。 第四部分對(duì)水流作用下整體網(wǎng)箱的水動(dòng)力特性進(jìn)行了模擬研究。在物理模型試驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，分析了配重系統(tǒng)，網(wǎng)衣網(wǎng)目形狀和網(wǎng)筒形徑高比對(duì)重力式網(wǎng)箱變形和受力的影響。 第五部分對(duì)單