本文選題：水產(chǎn)養(yǎng)殖 + 樁柱式圍網(wǎng)��； 參考：《浙江海洋大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：樁柱式圍網(wǎng)養(yǎng)殖是一種新興發(fā)展的生態(tài)型養(yǎng)殖模式。由于該種養(yǎng)殖模式尚處于起步階段,在臺風(fēng)等浪高、流急的惡劣環(huán)境下,存在因結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)尚不成熟引起的設(shè)施安全隱患等諸多關(guān)鍵技術(shù)問題有待解決。因此本文針對樁柱式圍網(wǎng)養(yǎng)殖系統(tǒng)在波浪和水流作用下的水動力特性進(jìn)行了研究。本文基于集中質(zhì)量點法對網(wǎng)衣進(jìn)行了合理的簡化,受力分析,并建立了網(wǎng)衣的運(yùn)動響應(yīng)數(shù)學(xué)模型。此外,通過物理驗證性試驗對此數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗證,比較模擬結(jié)果和試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)吻合較好。利用建立的數(shù)值模擬方法研究了樁柱式圍網(wǎng)網(wǎng)片在波浪作用下的水動力特性,分析了波高、波向、網(wǎng)片尺寸、固定方式、綱繩直徑和綱繩網(wǎng)格大小對圍網(wǎng)網(wǎng)片網(wǎng)線張力分布、結(jié)節(jié)偏移和系縛點受力等的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):波高的變化對網(wǎng)片首尾系縛點受力影響較大而對中間系縛點影響相對較小。波向30°~70°時為網(wǎng)線最大張力和系縛點受力的主要增加段。通過系縛點間距與網(wǎng)片橫寬比,可判斷網(wǎng)線最大張力發(fā)生的部位。增加系縛點的數(shù)量有利于降低所有系縛點的受力,但當(dāng)超過臨界系縛點數(shù)量(為4~5個)時,網(wǎng)線的最大受力和最大偏移不再顯著下降。當(dāng)綱繩直徑小于4mm時,網(wǎng)片內(nèi)部張力主要由網(wǎng)線承擔(dān),當(dāng)綱繩直徑大于4mm時,綱繩轉(zhuǎn)變?yōu)閺埩Φ闹饕袚?dān)者,而綱繩和網(wǎng)線的運(yùn)動不再顯著減小。采用菱形綱繩時網(wǎng)線的最大張力比采用相當(dāng)大小的矩形綱繩時網(wǎng)線的最大張力稍小,發(fā)現(xiàn)菱形綱繩有傳導(dǎo)力的作用而矩形綱繩隔絕了內(nèi)部網(wǎng)線張力的傳導(dǎo)。矩形綱繩的首尾系縛點受力比菱形綱繩小,但是矩形綱繩的中間系縛點受力比菱形綱繩更大。除了考慮波浪的作用,本文同樣利用數(shù)值模擬對樁柱式圍網(wǎng)網(wǎng)片在水流作用下的水動力特性進(jìn)行了研究分析。分析發(fā)現(xiàn):在水流中網(wǎng)片各部位的受力和變形比在波浪中小。水流中有較多水動力特性規(guī)律幾乎為波浪中的對稱形式,但屬于在水流中獨特水動力特性的也不少,如網(wǎng)線最大張力和系縛點最大受力隨流向的增加而增加。菱形綱繩的網(wǎng)片增加其綱繩網(wǎng)格密度不會影響其首尾系縛點的受力,而在添加綱繩的系縛點處,該系縛點的受力會增加,但同時使其周圍的系縛點受力減小。矩形綱繩有攔截力的作用,能減小首尾系縛點的受力,但會增加中間系縛點的受力,特別是在水流中,中間系縛點的受力甚至超過了首尾系縛點的受力。以及菱形綱繩與矩形綱繩上最大張力的分布等都與波浪中的大不一樣。在基于局部網(wǎng)片的研究經(jīng)驗基礎(chǔ)上,利用數(shù)值模擬對樁柱式圍網(wǎng)養(yǎng)殖系統(tǒng)的整體水動力特性進(jìn)行了研究,分析了系統(tǒng)代表性部位的網(wǎng)片荷載、綱繩張力、網(wǎng)片變形和樁柱合力,研究發(fā)現(xiàn):系統(tǒng)的中間部位是主要受作用部位。一般系統(tǒng)拐角處的樁柱受力比邊上的大。作用角度的改變對系統(tǒng)內(nèi)部存在一定的影響,但對系統(tǒng)整體影響較小,而且無明顯規(guī)律可循。本文研究結(jié)果可為樁柱式圍網(wǎng)設(shè)計、制作、海上敷設(shè)、安全性能評估和圍網(wǎng)抗風(fēng)浪技術(shù)的研發(fā)等提供重要參考價值。
[Abstract]:Pile column Seine aquaculture is a newly developed ecotype culture model. Because the breeding mode is still in its infancy, many key technical problems, such as the structure design and the construction technology, are still in need to be solved. The hydrodynamic characteristics of the Seine culture system under the action of wave and water are studied. Based on the centralized mass point method, this paper makes a reasonable simplification, the force analysis, and establishes the mathematical model of the motion response of the net clothing. In addition, the mathematical model is verified by the physical verifying test, and the simulation results and the experiments are compared. The results are found to be in good agreement. The hydrodynamic characteristics of the pile column mesh mesh under the action of waves are studied by the numerical simulation method. The influence of wave height, wave direction, mesh size, fixed mode, rope diameter and rope mesh size on the tension distribution, nodular migration and tie point force are affected. Now: the change of wave height has a great influence on the force of the head and tail of the net, and the influence on the tie point is relatively small. When the wave is 30 ~70 degrees, it is the main increase section of the maximum tension and the force of the tie point. By the distance of the tie point and the width ratio of the mesh, the number of the maximum tie points can be judged to be reduced. The force of all the tie points, but when the number of the critical tie points (4~5), the maximum force and maximum offset of the wire is no longer significantly reduced. When the diameter of the class rope is less than 4mm, the internal tension of the mesh is mainly borne by the wire. When the diameter of the rope is greater than 4mm, the class rope is the main bearer of the tension, and the movement of the class rope and the wire is no longer. The maximum tension of the wire is slightly smaller than that of a rectangular line with a diamond line. It is found that the rhombus rope has the effect of conducting force and the rectangular rope isolated the conduction of the tension of the inner mesh line. The force of the first tie point of the rectangular rope is smaller than the diamond line, but the middle line of the rectangular rope is in the middle. In addition to considering the effect of wave, the hydrodynamic characteristics of pile column mesh mesh in water flow are studied and analyzed by numerical simulation. It is found that the force and deformation ratio of each part of the mesh in the flow are small and small in the wave. The symmetrical form in the wave is also a lot of unique hydrodynamic characteristics in the flow, such as the maximum tension of the wire and the maximum force of the tie point increase with the flow direction. The mesh density of the rhombus rope will not affect the force of its first tie point, and the force of the tie point at the tie point of the rope is added. Increasing, but at the same time reducing the force of the tie point around it. The rectangular rope has the effect of intercepting force to reduce the force of the first tie point, but increases the force of the intermediate tie point, especially in the flow, the force of the intermediate tie point is even more than the force of the first tie point, and the maximum tension on the diamond rope and the rectangle rope. Cloth and so on are different from the waves. Based on the research experience based on local mesh, the whole hydrodynamic characteristics of the pile column Seine aquaculture system are studied by numerical simulation. The mesh load of the representative parts of the system, the tension of the rope, the deformation of the net sheet and the combined force of the pile and column are analyzed. The research shows that the middle part of the system is the main part. The force of the pile and column at the corner of the general system is larger than that on the side. The change of the angle of action has a certain influence on the system, but it has little influence on the system, and there is no obvious rule to follow. The results of this paper can be used for the design, production, marine laying, safety performance evaluation and the anti wave technology of the fence. R & D and so on provide important reference value.
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S967

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本文編號：1934349