基于SPH方法的平面網衣與水流相互作用數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來，由于人口增加，對水產品需求增大，使得近海水產資源日趨枯竭。再加上過度捕撈以及不合理的開發(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)境污染和病害問題日趨突出，導致養(yǎng)殖魚類品質下降，死亡率不斷提高。為此，將網箱養(yǎng)殖業(yè)從內灣、近海轉向外?；蛏詈＃瑢で髢?yōu)越的養(yǎng)殖環(huán)境和高質量的養(yǎng)殖產品已成為網箱養(yǎng)殖發(fā)展的必然趨勢。深水養(yǎng)殖網箱由此應運而生，作為深水養(yǎng)殖網箱的重要組成部分，網衣是整個網箱系統(tǒng)中最為關鍵的部件之一，不僅可以為養(yǎng)殖魚類提供生

2、長空間，還可以防止魚類逃逸和敵害侵襲。網衣柔軟的特點使得網衣在外荷載作用下極易發(fā)生運動變形，在流速較大時會加大網箱的容積損失，從而影響到養(yǎng)殖魚類的正常生長。因此，研究網衣在水流作用下的運動變形和整體受力，對于深入了解網箱的耐流特征以及為網箱設置區(qū)域的選擇、材料的選擇作為參考具有重要的現(xiàn)實意義。在深水網箱養(yǎng)殖過程中，箱內水體的流動與魚類生長密切相關，箱內水體的流速大小決定了網箱內部水體的交換速度，對箱內水質環(huán)境影響顯著，因此網衣的減流作用

3、研究備受關注。
　　本文應用SPH方法和集中質量方法的基本原理，采用Fortran語言自編程序，利用數(shù)值模擬的方法對網衣與不同流速水流相互作用的水動力特征進行系統(tǒng)研究，以期得到計算機模擬結果與試驗值比較。結果表明：在三維水槽中水流與網衣相互作用的數(shù)值模擬中，其中網衣周圍流場測點流速值與試驗值誤差在10％左右，網衣整體受力數(shù)值模擬值與實驗值誤差不到3%。網衣的變形形態(tài)雖然沒有試驗結果對照，但是同樣編寫入本文中。
　　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、國內外關于水流作用下網衣水動力特征研究進展。第二部分對SPH方法的基本思想、基本理論進行介紹。第三部分對兩平行板內二維均勻流（Poiseuille流）進行數(shù)值模擬，通過與級數(shù)解比較，得出采用SPH方法對二維均勻流進行數(shù)值模擬的可行性、精確性等特點。第四部分對水槽中三維均勻流采用兩種 SPH數(shù)值模擬方法，結果比較得知施加空間體力的SPH方法更加符合實際水槽造流過程。第五部分為基于SPH方