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     

柔性网衣结构变形影响因素数值模拟研究

为解决柔性网衣在水流作用下容易产生较大变形,不利于网箱内鱼类生长的问题,本文利用Orcaflex软件对网衣结构变形进行了数值计算分析,并将计算结果与Kristiansen等^[10]的水槽试验和Cristian数值模拟结果进行比较,验证了数值计算的准确性,再利用“九点空间坐标法”计算了不同流速和配重情况下网箱体积剩余系数,定量分析了流速和配重对网衣变形的影响。结果表明：在低流速情况下,体积剩余系数可达0.997;在高流速情况下,体积剩余系数可达0.652;同时,在流速为0.3 m/s的情况下,增加40 g配重可以将网箱体积剩余系数从0.612提高到0.684,对网衣变形程度的影响高达10%。由此得出,流速是影响网衣变形的主要因素,流速越大,网衣变形情况越严重,在高速情况下,配重是改善网衣变形的重要因素。     

基于有限元方法对鲆鲽网箱耐流特性的数值模拟

鲆鲽网箱结构在海中受到水流的冲击作用会发生运动与变形,针对鲆鲽鱼特有的栖底习性,为确保网底结构的稳定有必要对其进行动力分析。为此利用有限元方法建立了流场中网箱受力和变形的数学计算模型,运用该数学模型对底框中加有支撑管结构并装配方形网目网衣的鲆鲽网箱整体位移进行了数值模拟。数值模拟结果表明,网箱的网衣部分在水流作用下形态变化比较大,网底的水平位移与垂直位移随流速的增加而增大,而网箱的底框架在不同流速条件下均能保持在水平位置,且未发生明显的倾斜。由此可见,此类鲆鲽网箱具有较好的耐流性能。     

一种基于有限元原理的养殖网箱耐流特性的数值计算方法

对养殖网箱在海流作用下变形而导致的网箱养殖空间减少的有效把握,是网箱设计计算的核心课题之一。本文提出1种基于有限元原理的用于预测养殖网箱耐流特性的数值模拟方法,以期依据计算机模拟结果,在一定程度上代替传统的模型试验和海上实际测试,寻找提高网箱耐流特性的技术措施和解决方案。     

HDPE深水网箱抗风浪流性能的海区验证试验

对HDPE深水网箱2000～2004年间的抗风浪流性能进行了海区验证试验.通过对HDPE深水网箱扶栏、框架、网具以及固泊系统受损率的统计,根据扶栏、框架、网具以及固泊系统在整个深水网系统中的重要程度,分别给予一定的权重统计出深水网箱的整体受损率,能比较客观地反映深水网箱的抗风浪流性能.海区验证试验结果表明,HDPE深水网箱抗风力达35 m/s、抗浪高6 m、抗流速1.0 m/s,与其设计参数基本相同.同时,为了增加HDPE深水网箱的抗风浪流性能,建议扶手管从110 mm改为125 mm、主浮管从250 mm改为300 mm、扶栏高度从1 m降低为0.8 m或0.6 m.风力主要影响扶栏系统,流速主要影响网具系统,而波浪对HDPE圆形浮式深水网箱的框架、网具、固泊系统以及网箱整体结构均有明显影响.     

重力式与碟形网箱的锚绳受力特性比较

针对常见的重力式、碟形和拟碟形网箱在不同下潜深度状态下的锚绳受力特性进行了试验研究.试验共设模型4组,分别在纯流、纯波以及波流联合条件下进行.测力通过系缚于锚绳底端的4个拉力传感器获得.试验结果表明水流作用力的大小在很大程度上受网箱结构形式的影响,而在波浪条件下其影响相对较小.重力式网箱的配重形式及下潜形式对网箱的受力具有重要影响.另外,网箱在波流组合条件下的受力并不是纯流及纯波单独作用下的简单叠加.最后,在综合比较网箱价格和性能的前提下,对网箱结构形式的选择进行了一些讨论,并提出若干建议.     

深水网箱养殖的海浪灾害风险预警研究——以浙江省南麂岛地区为例

文章通过分析养殖网箱的受灾机理,根据浮架变形断裂、锚绳断缆脱锚和网箱容积损失过大3种损坏形式,开展深水网箱损坏等级和风险预警等级划分;针对南麂岛6家网箱养殖企业,计算不同情景下的网箱损坏等级,建立定量化数据库,简化风险预警系统输入项,确定风险预警等级对应的浪高阈值,利用精细化风暴潮-近岸浪耦合数值预报模型,制作网箱受灾风险预警产品;经过1808号“玛莉亚”台风和1909号“利奇马”台风的验证,预测结果与实际受损情况一致,可为今后当地网箱养殖企业应对海浪灾害提供技术支撑和服务。     

浅海网箱养鱼技术

在近海开展网箱养鱼生产，不仅能够充分利用近海水域，而且是当前调整养殖结构的一项重要措施，实施规模性网箱养鱼生产还可以调整养殖海区布局，稀疏养殖密度，改善海区条件，保持海区生态平衡。因此，发展网箱养鱼生产意义重大。１海区的选择１．１安全程度封闭或半封闭的海湾比较理想，要求台风季节湾内风力不超过８级。１．２水深条件设置网箱的海区水深５～１５ｍ，７～１０ｍ较理想。１．３水质与水流网箱设置海区要求海水清新而无污染，水流畅通而流向不紊乱，流速最好在３０～４０ｃｍ／ｓ。旋转流的海区不宜设置网箱。１．４海水透…     

网格锚定单体碟形网箱的水动力特性研究

目前碟形网箱在我国并未得到广泛的推广应用,但其良好的抗流抗变形能力和可沉降特点使其在大风大浪水流湍急的深海水域有着不可替代的作用。如能在深水碟形网箱的基础上,开发出具有自主知识产权的深水网箱,必将对我国的养殖业产生重大的影响。本文基于凝集参数法,利用Orca Flex软件建立网格锚定的深水碟形网箱模型,并进行了多海况下的数值计算。结果表明,波流联合作用下,对锚绳张力影响最大的为海流流速,其次为波高,周期对张力的影响并不明显;锚绳最大张力并非出现在入射波与流速同向的情况下,而是发生在两者存在某一夹角时;浮环最大倾角随流速和波高线性增大,随着波浪周期增大而减小;此外,下沉能明显改善网箱系统和锚绳的受力。     

流速分布及锚链自身刚度对弹性单锚链系统变形和受力的影响

在锚链系统中,锚链本身的刚度和水流对其作用是影响锚链变形和受力的主要因素。应用分段外推的数值方法,分别对不同刚度和同一弹性锚链在均匀流作用以及同一弹性锚链在不同流速分布(流速在水深方向呈抛物线分布、对数分布)的水流作用下的变形和受力进行了分析和计算,得出了锚链自身的不同刚度及不同流速对锚链的变形及受力的影响情况。结果表明,刚度对锚链受力及变形影响明显,不同流速分布对锚链的偏移量几乎无影响,但对锚链的受力影响较大,选取抛物线型流速分布对锚链安全有利。     

Lateral stability of a submarine flexible hoseline

The lateral stability of a submarine hoseline in a slowly varying current is investigated. If the current force overcomes the sea bottom resistance, the hose segment is assumed to slide on the sea bottom without twisting. The stability is evaluated in terms of lateral deflections, hose tensions, and anchor loads. The behavior of a hoseline in a variable current is simulated based on nonlinear cable-like response to lift and Morison-type drag forces. Principles and the numerical algorithm of the simulation model are briefly summarized. A parametric analysis is conducted to study the influence on the hose response of the physical parameters considered in the simulation model. The results indicate that, for a practical hoseline, the most critical parameters are: the segment length-to-span ratio, the axial rigidity of the hose, the hose size, and the current velocity. The sea bottom resistance is negligible from a design point of view.     

人造海洋涌升流和海洋渔场

针对渔业资源日趋减少和鱼产品需求不断增加的矛盾，探讨了建造海底山脉、人工制造海洋涌升流、从而人工制造优良海洋渔场的可行性，分析了我国建造海底山脉的水深、海底和海流条件。介绍了建造海底山脉的建筑方法和国际上建造海底山脉的最新动态。论述了我国在200n mile以内建造海底山脉的有利条件。     

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。     

集成于海上风电钢管桩基础上的升降式网箱结构波浪场特性研究

对安装在海上风电钢管桩基础上的升降式网箱结构的波浪场特性进行研究,掌握升降式网箱结构内部及结构后方水体的运动特征及速度场变化情况。基于OpenFOAM软件包开发了波、流与孔隙介质结构相互作用的数值计算模型,将网箱结构按等效阻力简化为多孔介质结构,开展升降式网箱结构的波浪场特性研究。研究结果表明：网箱结构对流体具有一定的阻流作用,网箱结构内部速度场得到一定程度的减小,网箱结构背浪侧也有一定的速度衰减区域;对比网箱结构顶部不同潜深条件下的网箱结构内部流场特征,网箱结构顶部潜深在1/4D~1/2D（D为水深）范围内网箱结构内部流场速度最小、流场最为稳定、速度分布均匀,网箱结构向浪侧前方和背浪侧后方流场波动较小。所得结论表明在钢管桩基础上安装升降式网箱结构时需要关注的网箱结构对流场特性的影响,充分考虑网箱结构阻力对流速的作用,掌握极端工况下升降式网箱结构保持优良养殖环境需要下潜的高度范围,以保障升降式网箱的安全。     

基于长期观测的辽东湾口东部海域水动力特征研究

辽东湾口东部海域是辽东湾与渤海中部进行物质和能量交换的主要通道之一。本文利用坐底式海床基平台获取的近8个月的水动力连续观测资料,通过谱分析和调和分析方法对该海域的潮汐、潮流特征进行分析,并讨论了余流及底层温度的季节变化规律。研究结果表明:该海域潮汐属于不规则半日潮,平均潮差为0.95 m,最大可能潮差为2.27 m。潮流属于不规则半日潮流,M₂分潮流为其优势分潮流。主要分潮流运动形式为往复流,最大流速方向为西南-东北向。余流的季节性特征较为明显:秋季,余流流速在中层达到最大,流向以西南向为主;冬季,余流流速垂向变化较小,并呈西南偏西向流动;春季,流速随深度增加而减小,流向从表层至底层呈现逆时针旋转的特征。受底层潮流、水平温度梯度及海面温度日变化的影响,底层温度表现出短期的高频变化特征:秋季,短期振荡以半日周期信号为主;冬季,全日周期信号较为显著;春季,短期振荡的现象较弱。     

渤海湾魁蚶吊笼与底播增殖实验研究

本文通过进行魁蚶吊笼养殖试验,研究分析了不同入笼规格、挂养水层及放养密度对魁蚶的生长及存活率的影响,比较了魁蚶吊笼养殖与底播养殖模式的不同差异。试验表明,吊笼魁蚶的最适入笼规格为1.5 cm;越冬最适挂养水层为3.5 m以上,度夏最适水层为2.5~3 m;第一次越冬最适密度为1 000粒/层,第一次度夏最适密度为500粒/层,第二次越冬最适密度为200粒/层,第二次度夏最适密度为100粒/层;通过吊笼养殖至3~4 cm规格后进行底播养殖,能够有效提高魁蚶成活率,由此可见,吊笼—底播接力养殖,是提高魁蚶养殖效益的一种有效养殖模式。     

基于波动方程的检波点二次定位

在进行浅海过渡带地震资料采集时,需要将电缆和检波器沉放到海底,由于洋流、潮汐等因素的影响会使检波点的实际位置与预设位置不同,从而严重影响了后续的地震资料处理工作,因此需要对检波点进行二次定位。在海底检波点二次定位中,炮点位置已知而检波点位置未知,需要从多个炮点位置正向外推波场,使波场逐步延拓到检波点,以此来获得检波点的位置。具体实现是在海底划分网格应用克希霍夫积分法外推渡场,获得网格点的能量值,能量最高的网格点便是检波点的位置。在划分网格时需要先粗分网格,求得网格点能量值,然后在能量高的网格点区域重新细分网格,通过细分网格点的能量值来确定出检波点位置。在检波点二次定位中利用的主要是直达波的波场信息,在预处理时,需要突出直达波压制干扰波。基于波动方程的检波点二次定位在模拟和实际地震资料处理中都得到了良好的效果,验证了这种方法的可行性。