本文關(guān)鍵詞：三股聚乙烯繩索的水動(dòng)力學(xué)特性研究

  更多相關(guān)文章： 繩索 水動(dòng)力學(xué) 數(shù)值模擬 計(jì)算流體力學(xué)

【摘要】：漁具水動(dòng)力學(xué)性能是衡量漁具作業(yè)性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一。繩索作為常用的網(wǎng)具、網(wǎng)箱等漁業(yè)設(shè)施上的主要材料之一,是構(gòu)成網(wǎng)漁具等設(shè)施的骨架以及漁具等設(shè)施間連接和固泊的重要構(gòu)件。其所受的水動(dòng)力既影響漁具等設(shè)施的形狀和性能,也會(huì)影響設(shè)施的安全。因此,繩索的水動(dòng)力學(xué)特性研究是漁具水動(dòng)力學(xué)特性研究的重要內(nèi)容之一。由于纖維繩索相對(duì)柔軟,空間結(jié)構(gòu)特殊,因受測量設(shè)備和測量方法的限制,其在流場中的水動(dòng)力研究的相對(duì)較少。本文以漁具上常用的三股聚乙烯繩索為研究對(duì)象,通過水槽試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法研究其水動(dòng)力特性,研究結(jié)果可為漁具理論計(jì)算及設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)參數(shù)。本文主要結(jié)構(gòu)及結(jié)果如下：首先利用自主研發(fā)的水下三分力儀在動(dòng)力水槽中進(jìn)行了三股聚乙烯繩索水動(dòng)力試驗(yàn),獲得了不同沖角作用下三股聚乙烯繩索的單位長度的阻力、升力和側(cè)向力,通過理論分析得到了阻力系數(shù)、升力系數(shù)和側(cè)向力系數(shù)在Re=2.5×103-3×104之間的分布規(guī)律。結(jié)果表明：(1)三個(gè)實(shí)驗(yàn)沖角條件下得到的單位長度繩索阻力與流速呈現(xiàn)良好的二次方關(guān)系,符合莫里森方程。(2)沖角900時(shí),阻力系數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系為：在Re介于1.2×104-3×104時(shí)阻力系數(shù)為1.5左右；(3)在沖角450和600時(shí),單位長度繩索阻力升力與流速的2.5次方呈線性關(guān)系；(4)升力系數(shù)的變化趨勢與阻力系數(shù)相近,在1.2×104Re3×104區(qū)間時(shí),在一定常值上下波動(dòng)；(5)存在較小的側(cè)向力,側(cè)向力系數(shù)介于-0.15至0.15之間。(6)在沖角為45°和60°時(shí)Z捻向繩索和S捻向繩索的測量結(jié)果存在明顯不同,驗(yàn)證了Ferro等的理論推測(即在一定沖角水流作用時(shí),Z捻和S捻繩索產(chǎn)生的環(huán)流相反,產(chǎn)生的升力方向相反)；其次依據(jù)計(jì)算流體力學(xué)理論,基于計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT的平臺(tái),采用三維湍流模擬技術(shù)為研究手段,對(duì)三股聚乙烯繩索模型開展了水動(dòng)力學(xué)性能的數(shù)值模擬研究,得到了不同直徑、不同捻向的三股聚乙烯繩索在試驗(yàn)流速和傾角下的受力情況,并將計(jì)算結(jié)果與水槽實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,以期用模擬計(jì)算的方法揭示三股聚乙烯繩索在流場中的水動(dòng)力性能。經(jīng)過結(jié)果比較發(fā)現(xiàn),在傾角為90°時(shí)模擬效果較好,阻力的計(jì)算模擬值與水槽實(shí)驗(yàn)值之間的相對(duì)誤差在0.76%～30.98%之間。研究結(jié)果表明,該方法只能在一定流速和傾角下時(shí),使數(shù)值模擬結(jié)果基本符合三股聚乙烯繩索在定常流場中的水動(dòng)力特性。最后總結(jié)了數(shù)值模擬試驗(yàn)與預(yù)期產(chǎn)生差距的原因,以期為后續(xù)研究提供參考和借鑒。
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S971.3

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 付小莉;賓零陵;;沼蛤的生態(tài)水力學(xué)特性研究[J];中國農(nóng)村水利水電;2012年01期

2 楊光,董曉剛,胡旭林;ER流體的動(dòng)力學(xué)特性研究[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2003年01期

3 ;[J];;年期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳曉平;;珠江三角洲軟土的力學(xué)特性研究[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

2 李昂;邵國建;杜培榮;雷冬;;雙軸應(yīng)力狀態(tài)下圍巖的力學(xué)特性研究綜述[A];第十二次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

3 劉先珊;鄒利明;宋碧宏;;基于三維細(xì)觀流固耦合模型的砂巖力學(xué)特性研究[A];第十二次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

4 趙國斌;周建軍;王思敬;;卸荷條件下灰?guī)r力學(xué)特性研究[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2013年度（第13屆）學(xué)術(shù)論文匯編——工程地質(zhì)與水資源研究室[C];2014年

5 曹誠;;聚丙烯纖維混凝土的動(dòng)載力學(xué)特性研究[A];天津市市政（公路）工程研究院院慶五十五周年論文選集（1950～2005）下冊(cè)[C];2005年

6 王清;劉瑩;劉娉慧;陳慧娥;;特殊物質(zhì)組成的吹填土力學(xué)特性研究[A];2002年中國西北部重大工程地質(zhì)問題論壇論文集[C];2002年

7 華勁松;谷巖;張世文;王鵬來;馮東升;付秋衛(wèi);王為;;一種新型合金材料的力學(xué)特性研究[A];第三屆全國爆炸力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2004年

8 趙寶忠;徐有剛;杜強(qiáng);趙玉虎;;TLJ-500土工離心機(jī)動(dòng)力學(xué)特性研究[A];第21屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅱ冊(cè)[C];2012年

9 李孝濤;陶俊勇;張?jiān)瓢?;微傾斜懸臂梁力學(xué)特性研究與仿真分析[A];2010年全國機(jī)械行業(yè)可靠性技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)暨第四屆可靠性工程分會(huì)第二次全體委員大會(huì)論文集[C];2010年

10 程鴻鑫;蔣關(guān)魯;;大理巖在低頻循環(huán)荷載作用下的力學(xué)特性研究[A];巖土力學(xué)數(shù)值方法的工程應(yīng)用——第二屆全國巖石力學(xué)數(shù)值計(jì)算與模型實(shí)驗(yàn)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];1990年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 陳寧;真空中紅外干擾材料的消光性能及動(dòng)力學(xué)特性研究[D];南京理工大學(xué);2007年

2 蓋小剛;林木根系固土力學(xué)特性研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2013年

3 商翔宇;不同應(yīng)力水平深部粘土力學(xué)特性研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 王海泉;灰?guī)r一維加、卸載下力學(xué)特性研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 張琳;三股聚乙烯繩索的水動(dòng)力學(xué)特性研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

3 章謙;高頻激勵(lì)下輪胎面內(nèi)力學(xué)特性研究[D];吉林大學(xué);2014年

4 施志勇;ISOGRID結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2004年

5 梅年峰;循環(huán)動(dòng)荷載作用下脆性巖石疲勞損傷力學(xué)特性研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2014年

6 葛金生;MEMS微結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性研究[D];南京理工大學(xué);2008年

7 沈杰;土與地下結(jié)構(gòu)變狀態(tài)接觸面的力學(xué)特性研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

8 楊丹;含裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)剛度及動(dòng)力學(xué)特性研究[D];浙江大學(xué);2012年

9 張麗;織物膜雙軸拉伸試驗(yàn)方法與力學(xué)特性研究[D];上海交通大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：1162881