深水重力式網箱水動力特性數值模擬研究.pdf

1、由于近海海洋環(huán)境破壞嚴重，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，死亡率不斷增高。為此，將網箱養(yǎng)殖業(yè)從內灣、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雜，深水區(qū)浪高、流急，網箱系統必須有抵抗大浪、強流的能力。這也使深海網箱抗風浪和耐流技術的解決成為制約深水網箱養(yǎng)殖的主要技術瓶頸，而深水網箱水動力特性研究是解決這一技術瓶頸所必需的基礎性研究。 本文采用集中質量方法和剛體運動學原理來建立數學模型，利

2、用數值模擬的方法對重力式網箱在波浪、水流以及波流聯合作用下的水動力特性進行系統研究。以期依據計算機模擬結果，在一定程度上代替?zhèn)鹘y的模型試驗和海上實際觀測，以達到節(jié)省網箱設計費用，縮短設計周期的目的，從而為解決制約網箱發(fā)展的主要技術瓶頸提供工程理論和技術方法。本文研究工作依托于國家自然科學基金項目和863計劃合作項目。 研究論文共包含七部分： 第一部分為緒論，主要介紹深水網箱養(yǎng)殖產業(yè)及相關學科研究的現狀和進展。 第

3、二部分為基本理論與數學模型的介紹，著重分析了重力式網箱主要組成部件數學模型的建立和整體網箱模擬計算流程，此部分是后面模擬工作的基礎。 第三部對平面網衣系統在波浪、水流作用下的水動力特性進行了數值模擬研究，并利用模型試驗結果對計算結果進行了驗證。 第四部分對水流作用下整體網箱的水動力特性進行了模擬研究。在物理模型試驗驗證的基礎上，分析了配重系統，網衣網目形狀和網筒形徑高比對重力式網箱變形和受力的影響。 第五部分對單