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六边形开口方形人工鱼礁阻力系数数值模拟与模型试验比较研究

2020-02-21分类号:S953.1

【作者】张硕  张世东  胡夫祥  初文华  黄成裕  刘斐凡  张秋驰  
【部门】上海海洋大学海洋科学学院  大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室  东京海洋大学  
【摘要】为了对4种不同开口大小的六边形开口方形人工鱼礁在4种迎流角度下数值模拟和水槽模型试验的阻力系数进行对比验证,分别利用水槽模型和数值模拟试验方法对4种不同开口比(γ_(ty) =0.0625, 0.14, 0.25, 0.39)六边形开口方形人工鱼礁在4种迎流角度(θ = 0°, 15°, 30°, 45°)状态下的阻力进行测定,并计算两种方法的阻力系数。结果表明: 1) 在数值模拟和水槽模型试验中,人工鱼礁模型阻力均随着开口比的增大而减小;礁体迎流角度的变化可改变礁体阻力,且在4种迎流角度下,人工鱼礁阻力在θ = 30°时最大。2) 人工鱼礁数值模拟与水槽模型试验中,当θ =15°、30°、45°时,阻力系数均随着开口比的增加而增加,具有明显的线性关系,且阻力系数在迎流角度θ = 30°时最大。3) 数值模拟与模型试验阻力的相对误差在0.12%~17.18%,平均误差7.43%;礁体阻力系数的相对误差在0.03%~14.64%,平均误差5.26%。阻力及阻力系数误差均在20%以下。水槽模型试验与数值模拟阻力和阻力系数相关系数R分别为0.99和0.80,P<0.001,具有极强的相关性。因此,利用数值模拟精细化研究人工鱼礁水动力性能是可行的。
【关键词】人工鱼礁  开口比  迎流角度  水槽试验  数值模拟
【基金】国家自然科学基金项目(31972845);; 农业农村部转产转业项目-江苏省海州湾国家级海洋牧场示范项目(D-8005-18-0188,D8006-16-8060)
【所属期刊栏目】中国水产科学
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