由于近年來淺水海域水環(huán)境日漸惡化,將淺水網(wǎng)箱養(yǎng)殖推向深海,尋找更好的養(yǎng)殖環(huán)境和更高質(zhì)量的養(yǎng)殖產(chǎn)品成為我國乃至世界各國的發(fā)展趨勢,深水網(wǎng)箱所在的外海養(yǎng)殖區(qū)域天然屏障較少,深水區(qū)波浪高、海流急,海況十分復雜,網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)在波流引起的水動力荷載作用下產(chǎn)生的水動力響應非常劇烈,嚴重危及網(wǎng)箱系統(tǒng)以及養(yǎng)殖平臺的安全性和可靠性。因此需要迫切展開對波流聯(lián)合作用下重力式網(wǎng)箱的受力和運動響應的數(shù)值模擬進行科學研究,以便為科學工程設計深水網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)和評估深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖的風險提供參考依據(jù)。本文基于Stokes3階波理論和波浪作用通量守恒原理數(shù)值模擬波浪在水流中的變形和綜合波流速場,采用質(zhì)量集中法和剛體運動學原理,建立重力式網(wǎng)箱浮架,網(wǎng)衣,底圈和沉子數(shù)學模型,考慮了不同設計流速和波浪組合,利用本文數(shù)學模型數(shù)值模擬深水重力式網(wǎng)箱在波流逆向和同向作用下的動力響應,并通過物理模型試驗對數(shù)值結(jié)果進行了驗證,錨繩受力、浮架傾角極值、浮架中心點最大位移數(shù)值結(jié)果和試驗結(jié)果吻合的較好,誤差在1.2%～10.6%,采用本文波流場、網(wǎng)箱數(shù)學模型和水動力系數(shù)值可以較準確的對波流逆向和同向作用下的重力式網(wǎng)箱受力和運動進行數(shù)值模擬。結(jié)果表明：波... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外深水養(yǎng)殖網(wǎng)箱發(fā)展狀況
    1.3 深水網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)形式簡介
        1.3.1 重力式網(wǎng)箱
        1.3.2 張力腿網(wǎng)箱
        1.3.3 碟形網(wǎng)箱
        1.3.4 浮繩式網(wǎng)箱
    1.4 國內(nèi)外深水網(wǎng)箱研究進展
        1.4.1 國外研究進展
        1.4.2 國內(nèi)研究進展
    1.5 本文研究工作
2 理論分析和數(shù)學模型
    2.1 浮架系統(tǒng)數(shù)學模型
        2.1.1 浮架受力
        2.1.2 浮架運動分析
        2.1.3 浮架坐標轉(zhuǎn)換
    2.2 網(wǎng)衣系統(tǒng)數(shù)學模型
        2.2.1 理論假設
        2.2.2 網(wǎng)衣受力分析
        2.2.3 建立質(zhì)點運動方程
        2.2.4 網(wǎng)目群化
    2.3 配重系統(tǒng)數(shù)值模擬
    2.4 錨碇系統(tǒng)
    2.5 數(shù)值計算程序流程圖
3 計算波流場
    3.1 波流場數(shù)學模型
        3.1.1 規(guī)則波在水流逆向和同向中的變形
        3.1.2 規(guī)則波與水流共同作用下的流速場
    3.2 模型試驗驗證
        3.2.1 試驗模型布置
        3.2.2 試驗結(jié)果驗證與分析
    3.3 小結(jié)
4 波流作用下平面網(wǎng)衣模擬
    4.1 試驗模型布置和試驗條件
    4.2 純波浪條件下網(wǎng)衣受力
        4.2.1 水動力系數(shù)選取
        4.2.2 計算結(jié)果與試驗結(jié)果比較
    4.3 波流逆向和同向作用下網(wǎng)衣受力
        4.3.1 水動力系數(shù)選取
        4.3.2 計算結(jié)果和試驗結(jié)果比較
        4.3.3 結(jié)果與分析
    4.4 小結(jié)
5 波流逆向和同向作用下深水重力式網(wǎng)箱數(shù)值模擬研究
    5.1 試驗條件和網(wǎng)箱模型布置
    5.2 選取水動力系數(shù)
    5.3 數(shù)值結(jié)果與試驗驗證
    5.4 數(shù)值結(jié)果分析
        5.4.1 波流同向與波流逆向作用下的錨繩力比較
        5.4.2 波流同向與波流逆向作用下的浮架傾角極值比較
        5.4.3 波流同向與波流逆向作用下網(wǎng)箱變形比較
        5.4.4 流速對錨繩力和網(wǎng)衣變形的影響
        5.4.5 重力式網(wǎng)箱工程應用
    5.5 小結(jié)
6 結(jié)論和展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國離岸養(yǎng)殖工程發(fā)展策略[J]. 徐皓,江濤.  漁業(yè)現(xiàn)代化. 2012(04)
[2]波流作用下深水網(wǎng)箱受力及運動變形的數(shù)值模擬[J]. 黃小華,郭根喜,胡昱,陶啟友,張小明.  中國水產(chǎn)科學. 2011(02)
[3]水流作用下雙體組合式網(wǎng)箱水動力特性研究[J]. 陳昌平,李玉成,趙云鵬,董國海,鄭艷娜.  中國海洋平臺. 2011(01)
[4]圓形網(wǎng)衣在水流作用下的運動變形特性[J]. 黃小華,郭根喜,胡昱,陶啟友.  中國水產(chǎn)科學. 2010(02)
[5]波浪作用下圓形網(wǎng)箱浮架系統(tǒng)的運動特性分析[J]. 黃小華,郭根喜,胡昱,陶啟友.  水產(chǎn)學報. 2009(05)
[6]平面網(wǎng)衣在水流作用下的受力和變形特性數(shù)值模擬研究[J]. 黃小華,郭根喜,陶啟友,胡昱.  南方水產(chǎn). 2009(03)
[7]水流作用下單體網(wǎng)格式錨碇網(wǎng)箱水動力特性研究[J]. 陳昌平,李玉成,趙云鵬,董國海,劉文順.  中國海洋平臺. 2009(02)
[8]重力式網(wǎng)箱數(shù)值模擬時波浪理論選擇[J]. 趙云鵬,李玉成,董國海,桂福坤.  海洋工程. 2008(01)
[9]Numerical Simulation of Hydrodynamic Behaviors of Gravity Cage in Waves[J]. 趙云鵬,李玉成,董國海,桂福坤.  China Ocean Engineering. 2007(02)
[10]A Model for the Calculation of Velocity Reduction Behind A Plane Fishing Net[J]. 桂福坤,李玉成,趙云鵬,董國海.  China Ocean Engineering. 2006(04)



本文編號：3636996