波流作用下平面网衣水动力特性数值模拟

针对固定在钢框架上的平面网衣水动力特性进行研究,基于SACS,采用有限元Member单元建立网衣水动力荷载计算模型,利用参考文献中分别使用有限元Truss单元和Beam单元所建立模型的计算结果对该模型进行了验证。通过对比得出,在SACS中所建立的平面网衣数值模型可以较为准确地计算网衣在波流下的水动力,初步证明了在SACS中建立大型钢结构养殖网箱+固定式海上风力机融合结构模型的可行性。进一步,采用该数值计算模型对不同波流工况下网衣结构的水动力荷载进行了计算,分析了不同流速、波高和波周期下网衣受力的分布规律。由计算结果可知,随着海流流速、波高的减小和波周期的增大,网衣受到的水动力荷载呈现出逐渐减小的变化趋势,其中波周期的影响尤为显著,比如由于该参数影响使得指定位置节点水动力荷载差距可达80%;另外,波流作用下网衣结构受到的水动力荷载,最大受力位于网衣顶端两侧位置,波高对网衣上部受力影响更大。这些结果可为融合结构中网箱部分的设计提供参考。     

静水和纯流下可沉浮式网箱升降运动特性研究

为研究可沉浮式网箱升降运动特性,提高网箱沉浮性能,构建了一种使用螺旋浮管的可沉浮式网箱升降系统,螺旋浮管沿圆周螺旋排列,并通过对浮管注水和充气实现网箱稳定下沉和上浮,并在不同流速(0、4、7、10、13 cm/s)下定量分析了该网箱设计的合理性。结果表明:网箱在静水和纯流下均表现出优良的沉浮性能;与静水时相比,在水流作用下网箱沉浮时浮架产生的最大倾角显著增加,且随着流速的增大浮架最大倾角增大;网箱下沉和上浮阶段耗费的时间随着流速增大而增加,网箱下沉和上浮速度随着流速增大而减小;在网箱沉浮的匀速运动阶段,其匀速运动的速度随流速增大而减小,网箱做匀速运动的时间随着流速增大而增加。研究表明,在本研究中构建的网箱升降系统下网箱沉浮阶段浮架受力更均匀,能有效地抑制网箱的倾斜和变形,可作为深水网箱系统设计的有益参考。     

鲢鱼网箱养殖技术

<正>1网箱结构与大小养殖网箱一般使用聚乙烯网片缝合加工制成,通常是封闭式的立方体,网箱浮架采用根部直径20 cm左右的楠竹绑扎制成,锚绳通常选择直径10 mm的乙纶绳,锚石选择质量为150 kg左右的长条石。养殖鲢鱼的网箱通常规格是4 m×7 m×2 m,近年来由于成鱼养殖逐渐增多,网箱规格也有所增加,常见的有6 m×13 m×3 m、8 m×13 m×3 m的大网箱。网箱     

鲢鱼网箱养殖技术

<正>1网箱结构与大小养殖网箱一般使用聚乙烯网片缝合加工制成,通常是封闭式的立方体,网箱浮架采用根部直径20 cm左右的楠竹绑扎制成,锚绳通常选择直径10 mm的乙纶绳,锚石选择质量为150 kg左右的长条石。养殖鲢鱼的网箱通常规格是4 m×7 m×2 m,近年来由于成鱼养殖逐渐增多,网箱规格也有所增加,常见的有6 m×13 m×3 m、8 m×13 m×3 m的大网箱。网箱     

基于数值模拟的单锚张纲张网水动力性能研究

为深入开展单锚张纲张网渔具结构优化、渔获性能评价研究,使用数值计算方法对其水动力特性和形状进行模拟。根据田内准则将中国东海近海渔业生产中常用的单锚张纲张网(230 m×180 m)按大尺度比为25和小尺度比为3.95缩小,然后使用集中质量法对模型张网进行离散化处理,并对网目进行群化。建立拓扑结构,在此基础上采用有限元方法建立单锚张纲张网数学模型并进行数值模拟。结果表明:网具从初始状态到稳定状态的时间随流速的增加而减小;当流速较小时,网口水平和垂直扩张较好,随着流速的增加,网口两侧网衣垂直扩张逐渐减小,上、下纲中部高度未见明显减小,但后坠程度逐渐增大,网具纵向拉伸逐渐增大,网口的宽度明显减小,而网口高度略有下降;网具各部分网衣的缩结系数从网身到网囊逐渐减小,且随着流速的增加而减小;网具的总阻力(F)随流速的增加而增加,且与流速(v)呈F=480.1×v1.722的关系;网具上纲和下纲两端结附网线张力载荷较为集中,且随着流速的增加,集中载荷分布趋势愈加明显。研究表明,通过数值模拟分析网具的总体扩张和阻力,掌握张网网具各部分网衣和纲索的张力载荷分布,以及随流速的变化情况,分析网具的受力均匀性和结构合理性,了解各部分网衣的横向扩张情况,这对于分析网具整体选择性、滤水性和渔具的导鱼性等至关重要。     

飞碟型网箱水动力模型试验与理论计算比较

通过飞碟型网箱模型试验,得出网箱水阻力和网箱网形的变化与流速之间的关系。网箱总阻力与箱体网衣湿水面积成正比,正常工作环境下网箱水阻力与流速之间成F=36090×V1.7904的关系。理论计算值一般比模型试验所得的网箱水阻力小10%左右。随着流速增加,网箱立柱向前倾斜的程度略为增加,当水流达到2kn时,其倾斜角约为5°。模型试验中,网箱网衣在不同的流速下变形不大,网箱容积基本保持不变。     

飞碟型网箱水动力模型试验与理论计算比较

通过飞碟型网箱模型试验,得出网箱水阻力和网箱网形的变化与流速之间的关系。网箱总阻力与箱体网衣湿水面积成正比,正常工作环境下网箱水阻力与流速之间成F=36090×V1.7904的关系。理论计算值一般比模型试验所得的网箱水阻力小10%左右。随着流速增加,网箱立柱向前倾斜的程度略为增加,当水流达到2kn时,其倾斜角约为5°。模型试验中,网箱网衣在不同的流速下变形不大,网箱容积基本保持不变。     

水流作用下平面金属网衣水阻力特性数值模拟

为研究养殖用金属网衣多孔小直径网状结构的水动力响应特性,采用计算流体动力学原理,基于Navier-Stokes方程及大涡模拟(LES)湍流模型,并运用ABAQUS/CFD模块中的Gauss-Seidel耦合方法进行了水流作用下网衣的流固耦合计算,在试验验证的基础上,得到了不同目脚尺寸和网线直径组合条件下锌铝合金网衣的平面受力计算结果。结果表明:当网衣目脚尺寸由25 mm增加到35、45 mm时,3种网线直径对应的网衣受到的水阻力值平均减小幅度分别为29.15%和43.79%;当网线直径由2.5 mm增加到3.2、4.0 mm时,3种目脚尺寸对应的网衣受到的水阻力值平均增加幅度分别为27.01%和55.84%。本研究结果可为进一步探究金属网箱在波流作用下的整体受力变形提供理论参考。     

深水网箱的分类及性能

探讨了深水网箱的分类方法，选择网箱的工作方式、结构特点、框架柔性、框架材料等对深水网箱进行分类。对17种典型的大型深水网箱的结构特性、力学特性、抗风浪能力等进行了分析。结果表明，按工作方式的分类中，浮式网箱的品种最多，占52．9％；按网箱力学结构分类中，重力式和自张式网箱较多，分别占52．9％和41．2％；按框架材料柔性分类中，柔性框架和刚性框架各占一半；按框架材质分类中，金属网箱居多数，达52．9％。其中，浮式重力式网箱结构简单，成本较低，操作管理方便，应用较广。但它在强水流作用下，网衣水平漂移严重，网箱容积损失率高，而加载保持网型的同时，会使网衣承受的张力增加，容易造成网衣撕破，因此，在流速较大海域中，该网箱的使用受到限制。自张式刚性网箱具有稳固的操作平台，易于实现自动化，同时，框架承受了相当的载荷，网衣受力和网型相对稳定，在新材料、新工艺的支持下，该类结构的抗风浪网箱具有较大发展潜力。     

深水网箱的分类及性能

探讨了深水网箱的分类方法，选择网箱的工作方式、结构特点、框架柔性、框架材料等对深水网箱进行分类。对17种典型的大型深水网箱的结构特性、力学特性、抗风浪能力等进行了分析。结果表明，按工作方式的分类中，浮式网箱的品种最多，占52．9％；按网箱力学结构分类中，重力式和自张式网箱较多，分别占52．9％和41．2％；按框架材料柔性分类中，柔性框架和刚性框架各占一半；按框架材质分类中，金属网箱居多数，达52．9％。其中，浮式重力式网箱结构简单，成本较低，操作管理方便，应用较广。但它在强水流作用下，网衣水平漂移严重，网箱容积损失率高，而加载保持网型的同时，会使网衣承受的张力增加，容易造成网衣撕破，因此，在流速较大海域中，该网箱的使用受到限制。自张式刚性网箱具有稳固的操作平台，易于实现自动化，同时，框架承受了相当的载荷，网衣受力和网型相对稳定，在新材料、新工艺的支持下，该类结构的抗风浪网箱具有较大发展潜力。     

浮绳式网箱框架纲波浪力特性的初步试验研究

结合生产的实际需要,沿海浮绳式网箱生产的作用日益突出,因而研究其水动力特性非常重要。根据这一需要,采用预加张力的直交系泊方法,依据目前柔性浮绳式网箱尺寸和渔具模型试验方法设计、制作了一个柔性浮绳式网箱模型（1 m×1 m×1 m）,并进行了水槽试验。试验工况为规则波,周期为0.8～2.0 s（间隔0.2 s）,波高为50～250 mm（间隔40 mm）。在不同波浪周期、波高下,根据测量数据,分析研究作用在浮绳式网箱框架纲上波浪力的特性。试验结果表明：波浪力的变化与波浪特性相似,呈周期性、不对称变化,垂直于波浪方向的2根框架纲的波浪力峰值比与波浪方向平行的2根框架纲的稍小。框架纲上的波浪力不是同步变化的,存在一定相位差,但由于框架纲是柔性绳索制成的,因而能承受由于不同相位波浪力产生的扭矩剪切作用,证明了波浪作用下HDPE网箱常受到破坏而浮绳式网箱安然无恙的事实。最后,就水流和波浪共同作用下的网箱水动力学进行了试验研究,发现波流共同作用下的水动力值并不是单独在纯流和纯波下的水动力的值的简单相加,而存在一修正项。     

气吸式免耕播种机的振动测试与振动理论分析

为研究气吸式免耕播种机的振动特性,对2BM-5型气吸式免耕播种机进行振动测试与振动理论分析。根据振动测试结果,以免耕播种机的前进速度与振动信号正弦基波为基本参数构建简谐激励,建立气吸式免耕播种机的振动幅频特性与振动固有频率的频率响应数学模型,并进行气吸式免耕播种机振动幅频特性信号的验证。结果表明:气吸式免耕播种机垂直振动的主要影响因素有播种机结构、质量、作业前进速度、入土装置与不同类型土壤作用的阻尼情况和地表不平度;其垂直振动存在2个固有频率的振型。     

秸秆生物反应技术在烤烟漂浮育苗上的应用效果

通过设置秸秆生物反应堆漂浮育苗与常规漂浮育苗对比试验,研究秸秆生物反应堆对苗床增温效果、种子出苗率、烤烟苗床生育期及烟苗素质的影响.结果表明:采用秸秆生物反应堆进行漂浮育苗较常规漂浮育苗提高苗床温度1～6℃,提早种子出苗和提高出苗速度,缩短苗床期7 d,降低了低温烟苗死苗率.成苗期对烟苗农艺性状调查还表明,采用秸秆生物反应堆进行漂浮育苗,对提高烟苗茎高、茎粗、增加侧根数、促进叶长、叶宽、增加根冠重均有较好的作用.秸秆生物反应技术在烤烟漂浮育苗方面可进行推广应用.     

基于海浪模拟的30万t级养殖工船单点锚泊系统设计的理论计算

深远海养殖工船是一种可移动的海上养殖平台,借助新型锚泊系统,用于深远海鱼类养殖,能够减小环境污染、提高水产品质量、躲避台风等自然灾害侵袭,较好地解决了传统养殖业发展不可持续的问题,是离岸养殖业发展的一个新方向。养殖工船的锚泊系统即不同于传统运输船舶临时锚泊系统,也不同于海洋工程的定位锚泊系统,并且与养殖工船的运营安全和成本控制密切相关,因此,对超大型养殖工船锚泊系统的设计和优化分析非常必要。本文基于30万t级超大型养殖工船项目,开展单点锚泊系统设计及优化。通过WRF模式和三维变分同化系统（3DVAR）进行近岸风场模拟,利用高分辨率的风场模式连续模拟30年序列的锚地区域的风速年最大极值,基于Weibull型分布推算不同重现期的风速极值,并利用风场模式进行30年的波浪预报,采用有限体积三维全动力海流模型（FVCOM）进行水位和海流分析;借助Orcaflex软件开展船体与锚泊系统的时域耦合动力分析,输入海浪模拟结果,开展养殖工船锚泊系统分析,理论计算得到合适的锚链参数。结果表明：针对30万t级养殖工船,选取直径122mm船用3级有档锚链,长度440m,能够在6级海况下进行锚泊养殖作业,锚链张力安全系数大于1.67,是安全可行的,为深远海养殖工船锚泊系统设计提供参考。     

Deep advective transport of lithogenic particles in panama basin

Sediment traps were deployed at several depths between 660 and 3800 meters in the Panama Basin. The flux of lithogenic particles increased with increasing depth. This increase was due primarily to particles of beidellite (a smectite clay), which was identical to the clay occurring in bottom sediment on the continental slope to the west of the sediment trap mooring. The beidellite vertical flux at the Panama Basin station increased when an easterly current prevailed and decreased when the current reversed, indicating that a major portion of smectite was transported horizontally at mid-water depth to the mooring site from the nearby continental slope.     

CCD热工艺过程的硅片翘曲优化研究

针对光刻线宽均匀性控制问题,研究了硅片翘曲度对光刻线宽均匀性的影响。采用翘曲度测试仪研究热工艺过程中硅片翘曲度的变化。研究结果表明,硅片翘曲度对线宽均匀性产生重要的影响,翘曲度大,则线宽均匀性降低。通过优化栅氧化工艺的升降温速率、进出炉速率,使硅片翘曲度降低,线宽非均匀性由±4%降低到±2%。     

模拟水库消落带水土流失的实验研究

由于大型水利工程的兴建，导致区域内形成水库型消落带，对生态环境产生了巨大影响，因此消落带的研究受到广泛重视。本项目主要研究坡面泥沙流失起动条件及程度与边界坡度与波浪的关系，通过室外考察与室内模拟研究的方法，以浪高为自变量，坡度为因变量，制作波浪冲刷土坡试验模型，分析变量之间关系，得出消落带坡度变化速度随时间由快到慢，并趋于某一稳定值：坡度稳定值在17°-28°范围内并随着浪高的增加而增加的结论，为今后的消落带研究提供具体的数据和变化规律的参考。