基于CFD模拟的单点系泊船型网箱浮架结构分析与设计

针对单点系泊(SPM)网箱系泊力大于传统网箱,离岸环境承受风浪时风险更高的问题,研究设计了一种相较传统圆形网箱拥有更小系泊力的船型网箱,运用正交原理制定了三因素三水平的试验方案,对网箱浮架进行了计算机数值模拟,分析网箱在波流共同作用下的水动力特性变化。研究表明,在兼顾经济成本与网箱安全性的条件下,长24 m,宽9 m,头部角度为60°的网箱浮架具有较优良的水动力性能和相对较低的养殖成本。该网箱系统能随着潮流改变方向而在锚点周围移动,从而极大减小网箱底部的养殖残渣堆积并降低锚固安装成本,可为我国深水网箱的发展提供一定的理论参考依据。     

深海抗风浪网箱锚泊系统的设计

通过对网箱框架、网衣在风、浪、流作用下的受力分析 ,建立网箱锚泊系统缆绳受力计算的数学模型。以国家十五“86 3”计划课题—“深海抗风浪网箱的研制”所设计的网箱为例 ,选定山东荣成市寻山海域 1 0年一遇的灾害海况为设计计算条件 ,根据 Morison公式 ,采用 Goodman- L ance方法求得单个网箱的锚泊力为 6 5 .6 7k N。在此基础上对网箱的锚泊系统进行设计 ,确定了锚泊系统每只锚重 2 5 0 kg,锚链重为 1 5 0 kg,缆绳长度为 33m。     

太阳能电池在深海抗风浪养殖网箱中的应用研究

根据目前我国深海抗风浪网箱电力设备的配置情况 ,通过对 LA361 K51 S型太阳能电池性能的测试 ,确定了太阳电池的电流、电压、太阳强度及气温等随时间变化的规律以及天气变化情况对太阳电池的功率、转化效率的影响。在计算深海抗风浪网箱日用电量的基础上 ,对所需太阳电池的功率、蓄电池的容量进行了计算 ,并依此确定了深海抗风浪网箱配置太阳电池和蓄电池的规格及型号     

圆形重力式网箱阻力性能研究

采用网箱模型试验 ,对周长 5 0 m,深 8m的 HDPE双管圆形重力式网箱 ,在不同配重、网片规格和流速条件下的阻力性能进行研究。结果表明 ,在 2 .5 kn的相对流速范围内 ,网箱的整体阻力在 75 0 0 kg以内 ;在网箱整体阻力中 ,框架及重锤阻力所占比重较小 ,而网箱箱体阻力占近90 %。不同重锤配重的网箱 ,其整体阻力与流速均呈幂函数关系 F=a Vb,网箱重锤配重增加 ,网箱阻力也随之增大 ,而重锤配重变化对网箱阻力的影响程度又随流速的增加而减小     

基于LabVIEW的深水网箱鱼群监测系统的信号处理

深水网箱鱼群活动状态的实时监测是开展深水网箱渔业资源可持续发展中急需解决的关键技术。文中介绍了深水网箱鱼群监测系统中基于LabVIEW的数据信号处理方法。该方法采用软件编程技术取代传统的硬件电路设计,实现了深水网箱鱼群监测系统的时间增益补偿、信号相关处理、图像处理和鱼群量估计等功能,海上现场实验证明系统具有较高的抗噪声和混响干扰能力,鱼群回波图像显示简洁、海上操作方便,采用鱼群回波能量积分方法能较好地估计鱼群量大小。     

福建围头海域深水网箱养殖区污损生物

2004年3月到2005年2月,在福建围头湾深水网箱养殖区开展污损生物周年挂网调查.共记录污损生物154种,隶属于12个生物门;全年网衣都有污损生物附着,冬季和春季优势种为细枝仙藻、中胚花筒螅和长颈麦杆虫,主要影响网箱内外水体交换,夏季和秋季优势种为网纹藤壶,容易导致网衣磨损,影响网箱安全;各月份附着生物量差异极大,平均附着生物量表层网片449.42 g/m2,最高峰出现在4月份,底层网片580.25 g/m2,最高峰出现在3月份.季度平均生物量表层网片3142.30 g/m2,底层网片6030.97 g/m2;春季表层网衣藻类特别多,中胚花筒螅、网纹藤壶和麦杆虫等数量远大于港湾内网衣或试板的污损生物量,呈现海区透明度大及抗动荡环境的特点,与港湾内网衣或试板有较大差别.     

方形网箱水平波浪力的迭加计算和实验验证

采用小直径圆柱体绕流理论和网渔具理论为基础的经验水动力计算法，分别考虑网箱框架是刚性体、网衣和绳索是柔性体的特征，结合正弦波理论对方形网箱及其构件受到的水平波浪力特性进行了分析研究，理论给出了波浪力迭加计算法，并把计算结果与小尺度的网箱水槽实验进行对比验证。结果表明，计算数值与试验数据较接近，平均误差率在15％以内。网箱水平波浪力呈周期性、不对称变化，在波浪周期小于0.72s时，主要以框架的波浪力为主，反之以网衣的为主。在波长为0.8m、周期为0.72s、水深为0.7m、波高为68.3mm情形下，计算结果显示网箱的框架尺寸和形状及其系泊、布局的选择应根据实际海况而定，网箱高度可适当增加，当设置水层下降深度相对于网箱高度比率为20％-40％，时，波浪力峰值下降相对率达68.03％-88.20％，表明可以较大程度地降低其波浪力。     

舟山蛏子港深水网箱养殖环境分析

根据2001年11月1～10日在舟山蛏子港进行水文调查所获取的水深、海流、盐度、悬浮体等资料,对蛏子港深水网箱养殖的环境条件进行了分析,结果表明:该港海区海水平均流速为35.1～100cm/s的出现频率占56%～84%,表、底层盐度平均值为25.227～26.045,悬浮体含量为0.1～0.399kg/m3的出现频率达92%;港区有多个口门与外海相通,海域水体交换活跃。另外,该港的水深和避风条件也基本符合深水网箱养殖的要求,是一个比较适合于海水鱼深水网箱养殖的基地。     

一种适用于网箱耐流特性有限元分析的网目群化方法

养殖网箱耐流特性是网箱工程设计中的重要问题之一,探求对这一问题的数值解法在近几年得到了空前的重视。但是,由于深水抗风浪网箱箱体规模大,如果在有限元分析中单纯以网衣网目脚为单元进行数值计算,其计算量相当庞大。文中介绍1种可供网箱箱体有限元分析的网目群化方法,根据保持群化前后网衣水中重量和投影面积相等以保证网箱网衣总体水动力相同的原则,将若干个真实网目群化为1个虚拟的计算网目,以达到有效减少计算单元、提高运算效率和节省运算时间的目的。通过不同群化条件下数值例的计算结果与实验值的比较,验证网目群化方法的可行性。在一般条件下,8×8群化或6×6群化能够有效实现计算精度与计算效率的兼顾。     

海南陵水县发展深水网箱养殖的探讨

文章在总结海南陵水县海水养殖业发展现状及特点的基础上,指出由于港内传统网箱养殖30多年积累所带来的压力以及国际旅游岛先行试验区的建设,深水网箱养殖是陵水县海水养殖业发展的必然趋势。现阶段陵水县深水网箱养殖业发展面临5个突出问题:养殖渔民资金缺口较大、养殖渔民科技水平不高、养殖产业链不完整、养殖配套装备技术落后、养殖受热带气旋影响的风险较大。为了实现陵水县深水网箱养殖业的持续、健康和稳定发展,应采取以下对策:科学规划,合理发展;转变发展方式,完善运行机制;积极开辟市场,提升精深加工能力;加强人员培训,提升科技水平;加大支持力度,提高抗风险能力。     

SWAN模型中不同风拖曳力系数对风浪模拟的影响

本文以荷兰哈灵水道海域为实验区域,通过敏感性实验,研究了在14 m/s、31.5 m/s和50 m/s（分别代表一般大风、强热带风暴和强台风的极端条件）定常风速下SWAN模型中不同风拖曳力系数对风浪模拟的影响程度。结果表明,对于近岸浅水区域（水深小于20 m）,风拖曳力系数计算方案的选择对有效波高影响较小,而且当风速增加到一定程度后,波浪破碎成为影响波高值的主要因素;对于深水区域（水深大于30 m）,一般大风条件下风拖曳力系数计算方案的选择对有效波高影响仍然较小,随着风速的继续增大,风拖曳力系数计算方案的选择对有效波高的影响逐渐显著。对于平均周期,风拖曳力系数计算方案的选择和风速的改变对其影响均较小,而由水深变浅导致的波浪破碎对其影响较为显著。根据敏感性实验结果,本文对SWAN模型中风拖曳力系数计算方案的选择做出如下建议:计算近岸浅水区域风浪场或深水区域一般大风条件风浪场时,其风拖曳力系数可以直接采用模型默认选项;而对于深水区域更大风速条件,可首先采用模型默认选项试算,然后结合当地海域实测波浪资料进行修正。     

海上风电升压站平台高程确定标准的合理性研究

为保证海上风电升压电站建设的经济合理与安全可靠,合理确定海上风电升压电站平台高程十分必要。文中从波浪与潮位的遭遇组合、最大波高取值与现行相关标准的比较、最大波峰高度计算的合理性等方面,全面分析了确定海上风电升压站平台高程各组成项取值标准的合理性,研究认为现行标准明显偏高。建议海上升压站平台底部高程按"100年一遇极端高水位+重现期50年波列累积频率1%的最大波峰高度+安全超高"确定。结合工程实例计算分析,按本文建议可使海上升压站平台高程明显降低,从而节省工程造价,还可减轻升压站工程对周边风机的遮蔽影响,以达到多发电量的效果。     

广东阳西近岸海域波浪的分布特征

通过对广东阳西近岸测站1a实测波浪资料及岸边同期风资料的整理与分析,探讨了该海域的波浪特性,得出研究海域不分方向H1/10年平均值为1.00 m,常浪向为SE向,出现的频率为38.35%,强浪向为SE向,观测期间的最大波高出现在0814号"黑格比"台风期间,Hmax值为8.31 m.用已有的理论分布函数对实测统计数据进行拟合,筛选出研究海域的波高分布、周期分布及波高与周期联合分布的特征,结果表明双参数威布尔理论波高分布、杨正己威布尔周期分布、朗格-赫金斯83模式或者孙孚模式较为适用于本海区的波高分布、周期分布、波高周期联合分布;结合相应的风速风向资料,运用回归分析方法,建立了该地区的波高与风速之间、波高与波周期之间的关系.     

高频地波雷达观测的苏北辐射沙洲南部海域夏季表层海流特征

本文利用高频地波雷达获得的江苏如东海域大范围长期海流观测资料对苏北辐射沙洲南部烂沙洋海域夏季表层海流特征进行了分析。分析结果表明:研究海域表层海流靠近近岸一侧为往复流，流向总体上呈西北-东南向，靠近外海一侧为旋转流；海域潮流动力较为强劲，夏季表层海流实测最大流速达1.47 m/s，涨潮平均流速介于0.44~0.55 m/s，落潮平均流速介于0.38~0.52 m/s，海域西北部区域涨落潮平均流速明显大于其他区域；表层潮流为正规半日潮流，M₂分潮为最主要分潮，其潮流椭圆长轴范围为0.57~0.71 m/s，远大于其他分潮，其次为S₂分潮；该海域夏季表层余流呈现近岸大离岸小的分布趋势，余流流向基本指向近岸方向，从离岸到近岸余流流向呈现逆时针偏转。     

Swell-dominant surface waves observed by a moored buoy with a GPS wave sensor in Otsuchi Bay,a ria in Sanriku,Japan

Real-time monitoring of wind and surface waves in Otsuchi Bay, Iwate, Tohoku, Japan, commenced in October 2012, using a mooring buoy with an ultrasonic anemometer and a single-mode GPS wave sensor. Wind and wave data are distributed hourly in real time via the Internet along with a chart of their time series. We analyzed data monitored in the first 3 months in order to assess the variability and occurrence of wind and waves and to elucidate the main reasons for wave variation in Otsuchi Bay. The monitoring data revealed that surface waves in the bay were predominantly affected by swells propagated from the northeastern offshore region and that the wave height was significantly correlated with the component of wind velocity toward Otsuchi Bay in the northeastern offshore region that faces the bay mouth. The offshore wind field was expected to provide information useful for predicting coastal waves in a ria bay in Sanriku such as Otsuchi Bay. However, it should be emphasized that the horizontal distribution of the offshore wind field which has a significant effect on the surface waves in a ria bay depends heavily on the topographic shape of the bay.     

海州湾水流紊动强度和含沙量对沉降速度的影响研究

选取海州湾近岸潮流和含沙量实测资料,分析水体紊动强度与含沙量对近岸絮凝体沉降速度的影响,提出了新的沉降速度确定方法。研究表明：淤海州湾近岸泥沙沉降速率大部分在 0.05 ~ 2.50 mm/s 之间,潮周期内泥沙絮凝体的沉降速度 有明显变化。于含沙量较小时,泥沙絮凝体的沉降速度基本随含沙量的增加而增加;含沙量较大时,含沙量与沉降速度呈现出负相关,无论是大潮还是中潮,当含沙量达到 0.7 kg/m3左右时,絮团沉降速度最大,而随着含沙量的增大,絮团沉降速度开始减小。盂在涨落潮垂线平均流速最大时刻,紊动强度达到峰值,含沙量较低时,随着紊动强度增加,沉降速度也随之增加,大潮期间紊动强度对泥沙沉降速度的影响高于中潮。榆新的泥沙沉降速度计算公式不仅考虑了含沙量,还计入了紊动强度 G,大大提高了沉降速度计算值与实测值的相关性。     

圆柱形沉浮式深海养殖网箱的受力分析

应用一系列力学关系，研究了深海圆柱形沉浮式养殖网箱所承受的波浪力情况。导出深海沉浮式养殖网箱的运动方程，并给出数值计算。在网箱波浪力的研究中采用绕射理论和Morison方程，讨论了在波高、波长及周期变化下水动力的变化趋势，得出网箱所受到的水平波浪力远大于竖直波浪力，波高的变化对波浪力的影响最大的结论，为深海网箱的设计校核提供1种参考方法。     

两参量的海面阻力系数模式的探讨

从风浪的能量平衡方程出发，引进若干风要素与波要素以及波要素之间的定性关系，经演算可导出海面阻力系数（Ｃｐ）或是风速（Ｕ）和波龄（β）或是Ｕ和波高（Ｈ）的函数，然后沿用最小二乘法，终将得出４组１２个回归方程。当β（或β）或Ｈ为某一给定值，惟有Ｕ为唯一参量时，所提各式均可简化为非线性方程：ＣＤ＝ａ＋ｂ，Ｕ＋ｃ．Ｕ＾２；式中ａ，ｂ和ｃ为三个经验系数，就所检验的例子而言，本文的结果与实际的符合前人的为好。     

2016年苏北近海风场和波浪场多时间尺度变化的数值模拟研究

利用高分辨率的大气和波浪数值模式,模拟了2016年苏北近海的风场和波浪场,并与卫星高度计资料、散射计风场、再分析资料以及实测浮标资料进行了比较,验证了模式的准确性。基于这套模式结果,系统地分析了江苏近海的风场和波浪场的多时间尺度变化:季节变化、日变化以及季节内变化(台风、寒潮)。分析结果表明:苏北近海海域的风速、有效波高和涌浪在冬季和秋季较大、春季和夏季较小;冬季盛行西北风,常浪向为西北向,夏季盛行东南风,常浪向为东南向。风场和波浪场还具有显著的日变化特征,且日变化存在季节变化规律,离岸越近海域日变化特征越明显。同时,江苏近海还会经历季节内尺度的强天气过程的影响,比如台风和寒潮。     

南麂海域大浪与大风的分布关系

本文根据南麂海洋站１９８３～１９８９年实测风和浪的资料，分析了大风和大浪的关系。结果表明：大浪日、大风日各月出现次数不匀。风浪大浪日及涌浪大浪日出现比率分别占５６％和４４％。各向大浪波高均值变化幅度不大。各向大浪波高极值却有较大差异。风浪Ｈ１／１０波高为１．５～２．０ｍ、当风速为１１～１３ｍ／ｓ时，大浪出现频率最高。本文还给出了波龄较大的风浪大浪波高与大风风速的经验关系。基于不同类型的台风路径，得到了本区从Ｈ１／１０波高为１．５ｍ以上时台风中心的位置。利用此结果可以预报本区大浪出现的时间。