柔性网在水流作用下的动力分析

摘要

中深海地区水质优良，污染少，自净能力也比较好，鱼类生长迅速。在国内外，基于可持续发展的战略角度，海洋渔业的发展正在进行结构性的调整，即从捕捞转向养殖，尤其是网箱养殖。有关深海网箱水动力特性的研究得到了越来越多的关注，具有非常重要的实际意义。 本文回顾了近几十年来国内外网箱系统动力分析研究进展，特别地对柔性网结构的数值模型进行了分类。论文研究的重点是如何对柔性网结构进行数学描述以及用什么力学模型来计算网结构受到的水动力。论文的研究方法与内容都具有较强的探索性和创造性，具体体现在： 通过把一系列杆件相互铰接在一起，建立网的模型，提出利用有限单元的离散方法和绳索单元来模拟网在来流作用下的变形。 基于研究的需要，论文从实验和理论两个方面系统地研究了Morison公式计算柔弹性柱体在波浪作用下的响应的有效范围。 根据等效网面的思想，提出针对不同网目类型采取合适的网目合并策略。并将其应用于柔性网模型中，与国外研究人员的一些可对比的试验数值模拟结果进行了比较。研究表明本文提出的柔性网结构模型能够正确的反映实际网面的变形和动力特征。 本文将上述理论模型用于网箱系统的模拟中：首先对组成浮式网箱的各个部件分别建立有限元模型验证其准确性，然后搭建起一种浮式网箱以及其系泊系统的完整有限元模型，并对该模型在不同来流方向，以及网面阻力受水流遮蔽的效应的影响进行了数值模拟研究。结果表明，我们建立的数值模拟系统是有效和合理的，能够作为网箱设计和优化的参考依据。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章水动力分析

第三章网结构模型

第四章网面在水流下的变形和受力

第五章浮式养殖网箱系统的数值模拟

第六章不同形状网箱的水流阻力研究

第七章结论与研究工作展望

参考文献

致谢

读博期间完成的论文

原创性声明