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[期刊] 渔业科学进展
[作者]
崔勇 关长涛 秦升杰 公丕海 王新军
半潜式深远海养殖网箱在波浪作用下会发生变形与运动，为保证网箱结构的稳定性，需对其水动力特性进行分析。本文基于有限元法建立了波浪作用下一种半潜式网箱的数值模型，通过仿真计算求解网箱的锚绳受力与运动情况。首先，将计算机模拟值与物理水槽试验值进行比较，验证数值模型的准确性。然后，分别研究了半潜式网箱在3种压载状态下的动力响应情况，分析比较了不同波浪条件下网箱锚绳张力、垂荡、纵荡和纵摇的计算结果。结果显示，计算值与试验值基本吻合，二者的相对误差在5%左右。当波高一定时，网箱迎浪侧和背浪侧锚绳受力与波浪周期改变无明显关联；当周期一定时，两侧锚绳受力均随波高的增加而增大。网箱的垂荡、纵荡及纵摇值均与波高呈正相关，随着半潜式网箱吃水的增加，网箱的垂荡、纵荡及纵摇值基本呈减小趋势。网箱在3种压载状态下最大垂荡值和纵荡值分别为12.67 m和10.59 m，网箱在空载状态下的最大纵摇值≤15°，表明半潜式网箱结构具有较好的稳定性。研究结果可为我国深远海养殖网箱设计提供理论参考。
[期刊] 中国水产科学
[作者]
盛祖荫 孙龙
为保障海水养殖网箱在风浪中的安全及良好的海水交换功能 ,采用浮式防波堤掩护是切实可行的工程措施。该防波堤具有轻便、机动、经济等优点。模型试验结果表明 ,浮式防波堤 (箱式浮堤和筏式浮堤 )对于深水短波具有良好的消波效果 ,当水深与波长比 >0 .5 ,不论何种浮堤方案均能得到较好的消波效果 ;当水深波长比
关键词：
海水养殖网箱 浮式防波堤 消浪特性
[期刊] 渔业科学进展
[作者]
崔勇 关长涛 黄滨 李娇 公丕海
根据有限单元法建立了波浪作用下双层网底网箱的受力运动模型,通过数值计算求解双层网底的位移与倾角。先将上层网底与下层网底的计算值进行比较,然后,将双层网底网箱中下层网底与单层网底网箱开展对比分析。计算结果显示,在波浪周期内,双层网底网箱的2层网底能保持相对平行的状态。2层网底的位移与最大倾角随着波高与周期的增大而增加,并且2层网底的倾斜方向一致。在相同波浪条件作用下,下层网底的水平位移大于上层网底,二者垂直位移差异较小,下层网底最大倾角值大于上层网底。研究发现,当波高为15 cm、周期为1.4 s时,双层网底网箱的2层网底的倾角相差最大,但并未发生接触碰撞,网底可以保持相对稳定。此外,双层网底网箱的下层网底的最大位移值小于单层网底网箱,最大倾角值大于单层网底网箱。研究表明,当波浪一定时,双层网底网箱的最大锚绳力均大于单层网底网箱。
关键词：
双层网底 水动力 有限元方法 鲆鲽网箱
[期刊] 中国水产科学
[作者]
张健 冯德军 王萍 潘昀 桂福坤
人工鱼礁可分为沉鱼礁和浮鱼礁,人工鱼礁投放是海洋牧场建设的重要工程基础。浮鱼礁主要用于诱集和保护中上层鱼类,投放受底质条件限制较小,尤其在淤泥底质的海域具有良好的适应性。浮鱼礁主体结构处于中上层位置,受波浪等动力环境影响较大,鱼礁的结构安全性和稳定性是设计和投放中需要重点关注的问题。本研究集合鱼礁集鱼、护鱼和养殖的功能,提出了一种多功能箱网式浮鱼礁结构设计,并建立了水动力数值模型,分析探讨了波高和入水深度对两种锚定形式(单锚绳和多锚绳)的浮鱼礁安全性和稳定性的影响。研究结果表明,相同条件下,单根锚绳固定形式下的锚绳受力总体约为四根锚绳固定时的锚绳受力总和,但网衣网线受力较四根锚绳固定时小。波高对单根锚绳固定的浮鱼礁最大偏转角度影响较大,但四根锚绳固定时,可以显著地降低浮鱼礁最大偏转角度,有效地提高浮鱼礁的稳定性,而且波高越大,效果越明显。波高不变的情况下,随着入水深度的增加,浮鱼礁水平最大偏移迅速减小。当浮鱼礁入水深度为波高的2倍以上时,两种固定方式下的浮鱼礁运动差别可以忽略。
[期刊] 渔业科学进展
[作者]
吴元紧 黄小华 庞国良 胡昱 袁太平 陈昌平 张松
深海网箱作为现代海洋渔业拓展外海养殖空间的重要养殖装备，其布设环境一般较近海更为复杂恶劣，对于保障其安全性和稳定性提出了更高的要求。本研究针对一种单点系泊潜浮式船型桁架网箱开展了模型比尺为1:40的波浪流水池试验，重点围绕该网箱在不同吃水深度受波浪作用的系泊受力、升沉、纵摇和横摇等水动力学特性进行了比较分析。试验结果表明，波高为7.5～12.5 cm时(原型3～5 m)，网箱漂浮状态即可以满足养殖需求，其系泊力及运动响应均较小，具备较高的安全性和稳定性；恶劣海况时，即本试验中波高为15.0和17.5 cm (原型6 m和7 m)，通过整体下潜的方式网箱具有良好的避浪性能，其中系泊力减幅达70%以上，升沉、纵摇和横摇等运动分量减幅也达20%～60%；波流试验中，海流对网箱避浪性能存在一定的影响，但总体上仍然具有较好的避浪效果。研究结果可为单点系泊潜浮式深海网箱的安全运行与日常管理提供理论依据和数据参考。
[期刊] 中国水产科学
[作者]
赵云鹏 陈小芳 许条建 关长涛 崔勇
针对鲆鲽类方形重力式网箱在纯波浪条件下的水动力特性,采用数值模拟的方法对鲆鲽类方形深水重力式网箱的主要部件——浮架系统、配重系统、锚碇系统进行了模拟。将模拟结果与实验结果进行分析比较表明,数模与物模各量值吻合良好,平均相对误差均不超过9%,表明数值模拟的方法能较好地模拟鲆鲽类方形深水重力式网箱的水动力特性。在此基础上,用数值模拟的方法,进一步研究了底框质量和网衣高度的改变对网箱各参数的影响,模拟结果显示,底框质量改变主要影响锚绳受力和底框倾角,底框质量从80 g升至100 g再升至140 g的过程中,锚绳受力平均增幅分别为13%和19%,同时增大底框质量有助于减小底框运动倾角,其平均降幅分别为...
[期刊] 渔业科学进展
[作者]
崔勇 关长涛 黄滨 李娇 蒋增杰
针对筏式养殖设施结构的特点,基于有限元商业软件ANSYS对其进行数学建模,通过数值计算,对不同位置浮标与吊笼的位移和最大锚绳力进行分析。数值模拟研究表明,筏式养殖设施整体结构在波浪作用下呈现周期性的运动趋势,但并未发生浮标或吊笼相互缠绕的现象,说明此筏式结构在波浪作用下能够安全使用。不同位置的浮标与吊笼,由于受到锚绳与筏绳相互牵引的作用,其位移随时间变化的趋势有所不同。两侧锚绳受力变化周期与波浪周期基本一致,迎浪侧锚绳受力明显大于背浪侧,锚绳力最大值约为1000 N。研究结果表明,通过对比不同的波浪工况条件,发现各个浮标和吊笼在水平与垂直方向的位移幅度均随着波高的增加而增大,且垂直方向位移幅度...
关键词：
筏式养殖 有限元 波浪 数值模拟
[期刊] 海洋水产研究
[作者]
林德芳 关长涛 黄滨 黄文强
根据我国30多年以来海水养殖网箱的发展状况,传统网箱和近5年来发展起来的大型深水网箱存在的问题以及2000年以来台风对我国沿海网箱养殖业所造成的损失情况,本文详细论述了网箱养殖安全的重要性以及有关的抗风浪措施,包括网箱框架材料、网衣材料和锚泊系统材料的物理性能以及国产网箱材料与进口材料对比检验的测试结果。讨论了风浪流对网箱安全的影响和网箱安装敷设要考虑的海区海况条件。应用了执行“十五”863项目“深海抗风浪网箱的研制”过程中取得的网箱设计、安装和敷设等方面的发明专利和实用新型专利等自主知识产权。提出了加强网箱抗风浪措施研究和应当开展的深水网箱养殖业可持续发展的科研立项工作。
关键词：
海水网箱 养殖安全 抗风浪措施
[期刊] 水产学报
[作者]
黄小华 郭根喜 胡昱 陶启友
作为深水养殖网箱的重要组成部分,浮架系统在网箱抗风浪性能中扮演着极为重要的角色,研究浮架系统在波浪作用下的运动特性是深入了解网箱抗风浪性能的关键。基于集中质量法将圆形浮架离散成众多微元,并运用线性波浪理论和刚体运动学原理,建立了波浪作用下网箱浮架系统的运动响应数学模型。针对圆形浮架的实际尺寸参数,在不同波高(H=4.2~7.0m)和周期(T=7.2,8.6s)条件下,采用计算机数值模拟方法,对浮架前后点运动轨迹、浮架质心水平和垂直位移、浮架倾角进行了数值计算。通过对计算结果的比较及分析表明:(1)浮架垂直位移幅度大于水平位移幅度,波浪周期对浮架垂直位移的影响要小于对水平位移的影响;(2)浮架水...
[期刊] 中国水产科学
[作者]
宋伟华 梁振林 关长涛 赵芬芳 黄六一 朱立新
运用莫里森(Morison)和库兹涅佐夫(Kuznetsov)的计算方法对方形网箱及其构件受到的水平波浪力特性进行分析,分别依据正弦波和司托克斯二阶波理论,导出相应水平波浪力的迭加计算公式,并把计算结果与两种尺寸的网箱水槽试验进行对比验证。结果显示,正弦波理论计算值与试验值平均误差分别为11 19%和13 67%,二阶波计算平均误差分别为11 03%和13 87%,表明两者计算结论的差异性和计算方法的可行性。在波长、周期、波高和水深分别为150m、10 2s、10m、40m情况下模拟计算实物网箱水平波浪力,其二阶波受力峰值范围比正弦波的要窄、波谷值曲线要平坦,两者波浪力计算相差达8 70%,并...
[期刊] 中国水产科学
[作者]
李玉成 桂福坤 张怀慧 关长涛
通过分析与试验相结合的方法对重力相似准则在网衣试验中的适用性进行研究。试验以在国内应用较广的田内相似准则作为参照,分析讨论了两种相似准则的异同,推导得出了重力相似准则结合大小尺度比在网衣模型设计中的质量校正公式及刚度校正公式。并据此按照两种相似准则,设计了包括网衣、底杆和沉子系统的两套模型,模型上端固定于设置了受力传感器的刚性直杆上。试验在纯流条件下进行,分别设置5组流速,试验水深0 8m。各组流速重复试验3次,受力由固定于刚性直杆上的传感器测量获得,网衣的变形则通过系缚在网衣上的二极管的坐标确定。在进行受力分析时,由于两相似准则的受力比尺不同,因此必须将模型受力按照对应比尺统一转换为原型值,...
关键词：
深水网箱 网衣 模型试验 相似准则
[期刊] 渔业科学进展
[作者]
吕旭宁 蒋增杰 方建光 邹健 房景辉 高振锟 姜娓娓 郭晓亮
高温季节网衣附着藻类的大量附着是北方网箱养殖产业面临的主要问题之一,生物清除策略是解决这一问题的有效手段。本研究利用黄斑篮子鱼(Siganus oramin)作为网衣附着藻类生物清除的工具种,于2015年6–11月,采用室内实验和现场观测相结合的方法,系统研究了桑沟湾楮岛海域网箱养殖区不同水层网衣附着藻类生物量的月际变化、黄斑篮子鱼对优势藻类的摄食能力及对网衣藻类的清除效果。结果显示,同一月份不同深度附着藻类生物量的日均增长量有一定差异,且不同水层在8月7日–9月14日时间段内的藻类附着日均增长量均显著高
[期刊] 中国水产科学
[作者]
陈昌平 李玉成 赵云鹏 董国海
运用集中质量方法和刚体运动学原理,建立了单体网格式网箱在波流联合作用下浮架、网衣和锚碇系统受力和运动的数学模型。利用物理模型试验对本数学模型的正确性进行了验证。在此基础上计算了2种波流作用方向、各工况下单体网格式网箱3类锚绳(锚碇锚绳、连接锚绳、网格锚绳)受力、浮架运动及网衣变形的结果,并分析了波流作用方向对网格式锚碇网箱水动力特性的影响。结果表明,当波流作用方向由正向变为斜向(45°)时,锚碇锚绳与连接锚绳受力有较大程度的增加,网格锚绳受力有较小程度的增加;浮架水平方向、竖直方向运动幅度有一定程度减小,浮架倾角及网衣变形变化不明显。
[期刊] 水产学报
[作者]
林旻 邬骞力 田会元 黄六一 黄桂芳 刘波 王欣欣 王刚
海洋牧场与海上风电融合发展是现代渔业和清洁能源产业融合发展的典型代表，能够构建“海上粮仓+清洁能源”的新产业模式。本文基于福建漳浦六鳌海上风电场风机导管架构建养殖网箱与海上风机融合系统，运用Aqua-FE?有限元工具探究极端波流条件下不同网箱布设深度、波流入射角、生物附着程度对网箱系泊绳张力的影响；采用海洋工程专用设计软件SACS，计算分析风机导管架结构在波流及网箱系泊绳张力作用下的应力分布，评估养殖网箱系泊绳张力对风机导管架基础结构安全性的影响。结果表明，网箱布设深度的增加能够减少网箱系泊绳最大张力，显著改善网箱风机整体结构受力状态；波流入射角的改变对于网箱风机整体结构安全性影响不大；网衣生物附着程度的增加会显著增加网箱系泊绳最大张力，从而造成风机导管架基础杆件大量失效。综上所述，养殖网箱可布设于适当水深以减少受力，同时应及时清理附着生物，适当增加网箱系泊点附近的导管架杆件和导管架底部桩土点杆件的壁厚，以确保养殖网箱与海上风机融合系统结构安全。该结果可为深入研究网箱与风机融合系统的受力，评估该系统的安全性，优化设计养殖网箱与风机融合系统提供数据支撑。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
牛洪涛 李治明 沈熊
提出了一种采用导光管和测量体反射镜的激光多普勒测速(LDV)新方法,成功测得了游泳机主流区的流速和速度分布,以及游泳机的速度控制特性,为检验和评价游泳机的技术性能指标提供了依据,对自由水面下的流速测量也有参考价值。
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