隨著海洋漁業(yè)資源的衰退和海洋生態(tài)環(huán)境的破壞，人工魚(yú)礁技術(shù)得到迅速發(fā)展，成為海洋牧場(chǎng)建設(shè)的重要組成部分。人工魚(yú)礁是指人為在水中放置的構(gòu)造物，主要由一個(gè)或者多個(gè)自然或者人造的物體組成，其目的是用于改善水生生物棲息環(huán)境，為海洋生物提供索餌、繁殖、生長(zhǎng)、發(fā)育的場(chǎng)所，達(dá)到保護(hù)、增殖漁業(yè)資源和提高漁獲物質(zhì)量的目的。人工魚(yú)礁生態(tài)效應(yīng)的發(fā)揮依托于魚(yú)礁投放后的流場(chǎng)效應(yīng)和物理穩(wěn)定性。因此，評(píng)價(jià)某一礁型生態(tài)效益是否良好，應(yīng)首先評(píng)價(jià)該礁型的流場(chǎng)效應(yīng)和物理穩(wěn)定性，即人工魚(yú)礁的水動(dòng)力性能。我國(guó)人工魚(yú)礁研究起步較晚，對(duì)人工魚(yú)礁水動(dòng)力性能的研究也較為單一，很少有學(xué)者會(huì)系統(tǒng)的分析某一礁型的流場(chǎng)效應(yīng)和物理穩(wěn)定性。首先，本文以4種不同形狀的人工魚(yú)礁模型為研究對(duì)象，借助大型計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件Fluent，以三維湍流模型數(shù)值分析為主，分析了4種礁型單體、某一雙體組合間距下魚(yú)礁模型周?chē)牧鲌?chǎng)變化。同時(shí)采用粒子圖像測(cè)速（PIV）技術(shù)，對(duì)4種礁型單體、組合魚(yú)礁周?chē)牧鲌?chǎng)進(jìn)行了模型試驗(yàn)研究。比較模型試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)流場(chǎng)指標(biāo)的計(jì)算值與測(cè)量值基本吻合，誤差均控制在20%以?xún)?nèi)，因此，采用數(shù)值模擬方法分析魚(yú)礁流場(chǎng)分布是可行的。... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：177 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 前言
    1.1 引言
    1.2 人工魚(yú)礁水動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展
        1.2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的發(fā)展
    1.3 本文的研究思路和內(nèi)容
2 基本理論與數(shù)值模型
    2.1 流體動(dòng)力學(xué)控制方程
    2.2 湍流的數(shù)值模擬方法
        2.2.1 直接數(shù)值模擬（DNS）簡(jiǎn)介
        2.2.2 大渦模擬（LES）簡(jiǎn)介
        2.2.3 雷諾時(shí)均法（RANS）簡(jiǎn)介
    2.3 湍流模型
        2.3.1 Reynolds 應(yīng)力模型（RSM）
        2.3.2 渦粘模型
    2.4 在近壁區(qū)使用 k-ε模型的問(wèn)題及對(duì)策
        2.4.1 壁面函數(shù)法（Wall Function）
        2.4.2 低 Re 數(shù) k-ε模型
    2.5 控制方程的離散
    2.6 網(wǎng)格的生成
        2.6.1 網(wǎng)格類(lèi)型
        2.6.2 網(wǎng)格獨(dú)立性（grid independency）檢驗(yàn)
    2.7 基于 SIMPLE 算法的流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算
    2.8 邊界條件的應(yīng)用
3 人工魚(yú)礁流場(chǎng)效應(yīng)、物理穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)
    3.1 礁體模型的制作
    3.2 試驗(yàn)裝置
        3.2.1 PIV 系統(tǒng)
        3.2.2 阻力測(cè)定系統(tǒng)
        3.2.3 最大靜摩擦力系數(shù)測(cè)定系統(tǒng)
    3.3 流場(chǎng)效應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)
    3.4 礁體穩(wěn)定性校核指標(biāo)
        3.4.1 礁體抗滑移安全性校核
        3.4.2 礁體抗傾覆安全性校核
    3.5 礁體穩(wěn)定性觀察研究
    3.6 小結(jié)
4 圓管型人工魚(yú)礁流場(chǎng)效應(yīng)與物理穩(wěn)定性研究
    4.1 引言
    4.2 圓管型人工魚(yú)礁的流場(chǎng)效應(yīng)
        4.2.1 試驗(yàn)工況
        4.2.2 試驗(yàn)方法
        4.2.3 試驗(yàn)驗(yàn)證
        4.2.4 布設(shè)間距對(duì)雙體礁周?chē)鲌?chǎng)分布的影響
        4.2.5 疊放個(gè)數(shù)對(duì)單體礁周?chē)鲌?chǎng)分布的影響
        4.2.6 小結(jié)
    4.3 物理穩(wěn)定性性研究
        4.3.1 試驗(yàn)方法及試驗(yàn)工況
        4.3.2 礁體受力的核算
        4.3.3 礁體穩(wěn)定性校核
        4.3.4 礁體穩(wěn)定性觀察
        4.3.5 小結(jié)
    4.4 本章小結(jié)
5 等邊三角型人工魚(yú)礁的流場(chǎng)效應(yīng)與物理穩(wěn)定性研究
    5.1 等邊三角型礁體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹谱?br>        5.1.1 礁體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        5.1.2 礁體模型的制作
    5.2 等邊三角型人工魚(yú)礁的流場(chǎng)效應(yīng)
        5.2.1 試驗(yàn)工況
        5.2.2 試驗(yàn)方法
        5.2.3 試驗(yàn)驗(yàn)證
        5.2.4 布設(shè)間距對(duì)雙體礁周?chē)鲌?chǎng)分布的影響
        5.2.5 礁體尺寸對(duì)單體礁周?chē)鲌?chǎng)分布的影響
        5.2.6 小結(jié)
    5.3 等邊三角型礁物理穩(wěn)定性研究
        5.3.1 試驗(yàn)方法及試驗(yàn)工況
        5.3.2 礁體受力的核算
        5.3.3 礁體穩(wěn)定性校核
        5.3.4 礁體穩(wěn)定性觀察
        5.3.5 小結(jié)
    5.4 本章小節(jié)
6 鏤空方型人工魚(yú)礁的流場(chǎng)效應(yīng)與物理穩(wěn)定性研究
    6.1 鏤空方型人工魚(yú)礁的礁體結(jié)構(gòu)及模型制作
    6.2 鏤空方型人工魚(yú)礁的流場(chǎng)效應(yīng)
        6.2.1 試驗(yàn)工況
        6.2.2 試驗(yàn)方法
        6.2.3 試驗(yàn)驗(yàn)證
        6.2.4 擺放方式對(duì)礁體周?chē)鲌?chǎng)分布的影響
        6.2.5 布設(shè)間距對(duì)雙體礁周?chē)鲌?chǎng)分布的影響
        6.2.6 礁體尺寸對(duì)單體礁周?chē)鲌?chǎng)分布的影響
    6.3 鏤空方型礁體的穩(wěn)定性研究
        6.3.1 礁體作用力的計(jì)算公式
        6.3.2 礁體安全性校核
        6.3.3 小結(jié)
    6.4 本章小結(jié)
7 中空立方體人工魚(yú)礁物理穩(wěn)定性研究
    7.1 引言
    7.2 中空立方體人工魚(yú)礁物理穩(wěn)定性研究
        7.2.1 試驗(yàn)方法及試驗(yàn)工況
        7.2.2 礁體受力的核算
        7.2.3 礁體穩(wěn)定性校核
        7.2.4 礁體穩(wěn)定性觀察
        7.2.5 小結(jié)
    7.3 本章小結(jié)
8 渤海生態(tài)修復(fù)北戴河示范區(qū)規(guī)劃
    8.1 引言
    8.2 項(xiàng)目概述
        8.2.1 項(xiàng)目背景
        8.2.2 項(xiàng)目建設(shè)海域
    8.3 人工魚(yú)礁區(qū)的礁體布局
        8.3.1 魚(yú)礁單體的選擇
        8.3.2 單位魚(yú)礁的配置
        8.3.3 魚(yú)礁區(qū)的建礁規(guī)模和總體布局
    8.4 預(yù)期效益
    8.5 本章小結(jié)
9 總結(jié)與展望
    9.1 總結(jié)
    9.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3427484