【摘要】：筏式養(yǎng)殖系統(tǒng)是海水養(yǎng)殖業(yè)的重要養(yǎng)殖方式,被廣泛應(yīng)用于藻類、貝類、鮑魚、牡蠣、螃蟹等經(jīng)濟(jì)型海水產(chǎn)品養(yǎng)殖,但由于近年來養(yǎng)殖面積的飽和以及養(yǎng)殖環(huán)境的惡化,外�；l(fā)展成為海洋設(shè)施養(yǎng)殖的重要趨勢,筏式養(yǎng)殖系統(tǒng)向深水拓展亦成必然。外海海域往往缺乏島嶼的有效庇護(hù),風(fēng)浪尤其是臺(tái)風(fēng)引起的風(fēng)浪對設(shè)施安全的影響成為養(yǎng)殖成敗的關(guān)鍵因素。本文對波浪作用下的延繩式深水吊耳筏式養(yǎng)殖系統(tǒng)水動(dòng)力特性進(jìn)行了研究。延繩式深水筏式吊耳養(yǎng)殖系統(tǒng)主要由錨繩、錨定點(diǎn)、梗繩、浮球、浮球系繩,吊耳,吊繩等部分構(gòu)成。錨繩為錨定系統(tǒng),浮球、浮球系繩為浮力系統(tǒng),吊耳與吊繩為養(yǎng)殖系統(tǒng),梗繩為主體部分。浮球是筏式養(yǎng)殖設(shè)施的重要部件,為整個(gè)筏式養(yǎng)殖系統(tǒng)提供了主要的浮力,對筏式結(jié)構(gòu)的水力特性影響顯著。本文通過試驗(yàn)研究獲取了三種常見養(yǎng)殖浮球在固定狀態(tài)下的受力特性,并基于改造后的Morison方程,探討了波高參數(shù)KH、波浪周期參數(shù)KT、雷諾數(shù)Re對浮球水動(dòng)力系數(shù)CD、CM取值的影響。研究發(fā)現(xiàn),波浪條件下球形結(jié)構(gòu)物的受力主要是慣性力,波浪參數(shù)KH(波高參數(shù))、KT(波周期參數(shù))對浮球的水動(dòng)力系數(shù)取值具有顯著影響：拖曳力系數(shù)CD與波高參數(shù)KH有較為顯著的冪函數(shù)遞減關(guān)系,而與波周期參數(shù)KT和雷諾數(shù)Re的關(guān)系較為離散；慣性力系數(shù)CM與波高參數(shù)KH和波周期參數(shù)KT均存在較為明顯的線性遞減規(guī)律,而隨雷諾數(shù)Re的變化總體不大。最后本文給出了三種典型的養(yǎng)殖浮球在波浪條件下水動(dòng)力系數(shù)CD和CM的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式。對于延繩式深水吊耳筏式養(yǎng)殖系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu),作者利用數(shù)值模擬和物理模型試驗(yàn)的方法,研究了其在波浪作用下的受力及運(yùn)動(dòng)特性,并進(jìn)一步研究了波浪要素(波高、波周期)與布置方式(系統(tǒng)負(fù)重、浮球形式、布置角度)對筏式系統(tǒng)的水動(dòng)力特性影響。結(jié)果表明,波高和周期均對延繩式深水吊耳筏式養(yǎng)殖系統(tǒng)的受力和運(yùn)動(dòng)特性有影響,但影響的方式不同：波高主要影響系統(tǒng)的最大受力幅值,而周期主要影響系統(tǒng)的受力分布特性。延繩式深水吊耳筏式養(yǎng)殖系統(tǒng)的各部分最大受力與波高呈正相關(guān)關(guān)系,均隨波高的增大而增大；梗繩各節(jié)點(diǎn)的豎向運(yùn)動(dòng)幅值均隨波高和周期的增大而增大；梗繩兩端節(jié)點(diǎn)受錨繩約束,運(yùn)動(dòng)軌跡呈現(xiàn)扁平化特征；中間節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡隨周期增大而呈扁平化趨勢,周期越大,水平運(yùn)動(dòng)幅值越小。L浮球系繩的最大受力主要出現(xiàn)在背波面,但可能會(huì)隨著波浪周期和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化而改變。浮球形式對延繩式深水吊耳筏式養(yǎng)殖系統(tǒng)的受力與運(yùn)動(dòng)無影響,系統(tǒng)負(fù)重和布置角度均對延繩式深水吊耳筏式養(yǎng)殖系統(tǒng)的受力和運(yùn)動(dòng)特性有影響：梗繩位移與負(fù)重呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,梗繩位移隨著負(fù)重的增大而減�。辉龃筘�(fù)重將明顯增大梗繩、后錨繩、浮球系繩和吊繩的受力,負(fù)重對前錨繩受力影響。浮球形式對深水延繩式筏式吊耳養(yǎng)殖系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和受力的影響很小,可以忽略：錨繩受力和梗繩位移與布置角度在(0°～60°)范圍內(nèi)呈正相關(guān)關(guān)系,都隨著布置角度的增大而增大；在(60°～90°)范圍內(nèi)錨繩受力和梗繩位移與布置角度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,隨著布置角度增大而減小。梗繩、浮球系繩、吊繩受力受布置角度影響較小。在進(jìn)行筏式養(yǎng)殖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)避免60°角布置角度,而盡量與波浪傳播方向平行布置延繩式深水吊耳筏式養(yǎng)殖系統(tǒng)屬于典型的柔性多自由度海上結(jié)構(gòu)物,本文研究結(jié)果可為延繩式深水吊耳筏式養(yǎng)殖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全性能評估提供參考。但由于筏式養(yǎng)殖系統(tǒng)的水動(dòng)力特性與其結(jié)構(gòu)自身和環(huán)境要素密切相關(guān),因此在進(jìn)行筏式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安全性能評估時(shí),需要針對特定條件,進(jìn)行具體分析論證。
【圖文】：

養(yǎng)殖海域向深海延伸己成了必然結(jié)果。然而，深水海域缺少天然屏障防護(hù)，_┦窖沖義涎成枋┍厝喚娑隕釧Ｓ蚶舜罅骷鋇目佳�，，永@涫竊諤ǚ緄燃似筇跫攏義峽∈窖誠低騁艿礁蟮撓跋臁Ｍ跡保蔽ǚ綞閱徹綺懯窖成枋┑鈉蘋罰斐懾義狹司藪蟮木盟鶚�。因此猎~窖逞成枋┑陌踩越齠ㄕ鏨某砂堋ｅ義�？辶x希插義

本文編號(hào)：2711052