“田”字形贝类筏式养殖设施的水动力特性研究

摘要

现今，海上养殖占到全球水产养殖产量的一半以上，广袤的海洋未来蕴含无限潜力。由于人类的生活生产活动，导致近海环境破坏严重，浅海水域养殖面临着病害和污染等一系列问题。传统的近海养殖与捕捞难以满足人类日益增长的物质需求，为此，海水养殖业走向深远海已成为必然选择。作为海水养殖最常见形式之一的筏式养殖也逐渐从传统竹筏结构朝离岸组合形式进化演变。但远海水域风大浪高流急，对离岸筏式结构设计提出严峻挑战，为此开展离岸贝类筏式结构的水动力特性研究迫在眉睫。
　　本文行文可分为两大部分：其一针对筏式养殖设施的两种常见吊养方式（吊绳养殖和吊笼养殖）进行物理模型试验，探究其水动力特性，为吊养系统的数值建模及工程设计提供实验支撑；其二对两点锚固型筏式结构进行数值模拟研究，以集中质量法和刚体运动学原理为基础，结合修正的Morison方程建立离岸贝类筏式养殖设施的数值模型，采用四阶Runge-Kutta法对运动方程式进行数值求解，即可获得波流作用下离岸贝类筏式养殖设施的动力特性。
　　全文共六个章节：第一章介绍课题的研究背景及前人在筏式养殖领域的研究成果，并简述本文研究内容。第二章对两点锚固型筏式养殖设施的数值模型进行详细介绍，对其三大组成部分进行受力和运动分析。第三章对贝类养殖吊绳在波浪和水流下的水动力特性进行实验研究，分析这种表面粗糙类圆柱体的水动力系数。第四章，通过模型实验的方法分别探讨了规则波和均匀流作用下贝类养殖吊笼的水动力特性，并分析了贝类养殖密度对吊笼受力的影响。第五章是对单筏结构的水动力特性进行数值模拟，分析其在规则波和不规则波作用下的动力响应。第六章分析不同组合浮筏结构在规则波、均匀流以及波流组合作用下的水动力特性。最后对全文的研究成果进行归纳总结，并对未来研究工作给出建议。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究工作

2 基本理论

2.1 单筏养殖设施结构简介

2.2 浮架系统的模拟

2.3 锚锭系统的模拟

2.4 吊养系统的模拟

2.5 小结

3 贝类养殖吊绳水动力特性的实验研究

3.1 实验材料

3.2 实验设备及布置

3.3 数据分析方法

3.4 结果处理与讨论

3.5 小结

4 贝类养殖吊笼水动力特性的实验研究

4.1 实验材料

4.2 实验设备及布置

4.3 数据分析方法

4.4 结果处理与讨论

4.5 小结

5 单体浮筏结构水动力特性的数值模拟

5.1 规则波下单筏结构的水动力特性

5.2 不规则波下单筏结构的水动力特性

5.3 小结

6 多体组合浮筏结构水动力特性的数值模拟

6.1 纯波浪作用

6.2 纯水流作用

6.3 波流场的模拟

6.4 波流联合作用

6.5 小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢