HDPE圆柱形网箱与圆台形网箱受力变形特性的比较

介绍了一种用于模拟水流作用下网箱受力变形的数值计算模型,并利用海上实测数据对计算模型进行了验证。验证结果表明,网箱锚绳力的计算结果与实测数据十分接近,最大相对误差为7.0%。在此基础上,分别对圆柱形网箱和圆台形网箱在不同配重(GW₁=350 kg、GW₂=600 kg)和流速(U=0.3～0.9 m/s)条件下所受的水流力以及容积损失率进行了数值计算。结果表明,两种网箱无论在所受的水流力方面还是在变形后保持的网箱容积方面随流速和配重的变化趋势基本一致。圆柱形网箱的容积损失率远大于圆台形网箱的容积损失率,在较小流速(U=0.3 m/s)研究时,圆柱形网箱的容积损失率达到了28%左右,具有较明显的初始变形。圆台形网箱的初始变形很小,具有较好的耐流特性和抗变形能力。     

水下圆形重力式网箱缆绳张力对波、流的响应特性

通过模型试验研究了周长40 m、网高10 m的HDPE圆形升降式网箱沉降在水下时的缆绳张力。试验采用狄克逊准则,模型大比例尺λ=10和小比例尺λa=λd=2;网箱采用网格形式锚泊系统。试验时前主缆绳水平方向与波流夹角为0°,试验流速为0、5、10和15 cm/s,波浪周期范围1.3～2.2 s,波高范围10～30 cm。在各试验条件下对主缆绳和系框绳以及浮框绳张力进行了测试,以受力最大的缆绳为研究对象,分析了缆绳最大张力与波流因子之间的关系。结果显示:①在纯流作用下,前主缆绳受力最大;在纯波作用下,后侧主缆绳受力最大,最大张力随波高增大呈线性增长趋势,随周期变化的影响较小。②在波流作用下,高流速、低波高、高波周期条件时前主缆绳受力最大;在低流速、高波高、低波周期时后侧主缆绳受力最大;前主缆绳受水流作用影响较大,后侧主缆绳受波浪作用影响较大。③在波流作用下,各缆绳最大张力随波高、流速增大而增大,随周期增大而减小;后侧主缆绳最大张力无量纲量随波陡增大且基本呈线性增长趋势。     

波流作用下深水网箱受力及运动变形的数值模拟

基于已建立的浮架和网衣数学模型,对不同波况和流速共同作用条件下HDPE深水网箱所受的锚绳力、波流力、容积损失率以及浮架倾角进行数值计算,设计的波流要素值为:波高H=4～6 m,周期T=6.0～8.6 s,流速U=0.3～0.9 m/s.结果表明,网箱锚绳受力、波流力和容积损失率均与波高和流速成正比,与周期的关系不明显,且网箱系统所受的波流力约为网箱迎浪侧两根锚绳受力的合力.在波高H=4～6 m、流速U=0.75 m/s时,网箱容积损失率达到47%～56%,网箱变形较为严重,为此建议网箱养殖区域应选择流速小于0.75 m/s的海区较为适宜.周期对网箱容积损失率的影响很小,对浮架倾角的影响较为明显,波高和流速不变时,随着周期的增大,浮架倾角会有所减小.本研究旨在探讨波浪流对深水网箱受力及运动变形的影响,为高海况网箱养殖的风险评估提供参考依据.     

波流作用下圆柱形近海抗风浪网箱缆绳的张力特性

波流作用下圆柱形近海抗风浪网箱缆绳的张力特性= Study on the characters of tension in mooring lines of anti-stormy-wave-cage with cylindrical net under the combined action of waves and currents ［刊，中］/郑国富（福建省水产研究所，厦门 361012）,黄桂芳,魏观渊,丁兰,朱健康//水产学报，—2007，31(1).-84～89 HDPE框架圆柱形网箱是目前我国应用最广泛的抗风浪网箱养殖设施。作者以40 m×6 m该种网箱为原型,选择λ=1/16和λ′=1/3.625～1/4.333的尺度比制造模型,于2003年7月在大连理工大学开展了模型试验,研究其在纯流(0～1.25 m·s-1)、纯波（0 m、3 m和6 m）及其联合作用下的运动状态和缆绳张力特性。结果表明，缆绳张力对台风浪的响应过程复杂，纯波浪时呈“波群”状态，波流联合时呈“漂移”状态，而对季风浪响应则无此现象，其对网箱在台风浪下的破坏作用需继续研究；台风浪下，张力回归方程为T=95423V2 - 42546V+63329(R2=0.8736)（无底框架）和T=54161V2+8613.7V+67319(R2=0.8862)（带底框架）；流速从1 m·s-1增到1.25 m·s-1时，张力增幅分别达92.5%（无底框架）和61.7%（带底框架），表明该网箱应布置在流速小于1 m·s-1的海区；在波流联合作用下，左右缆绳张力存在一定差异，试验中相差约25%，实际工况下波流分布更复杂，张力差异更大，建议取迎波流面两缆力和的统计最大值作为单锚及锚缆绳的允许受力值。图9表3参17 关键词：圆柱形抗风浪网箱;锚缆绳;张力特性 E-mail:gfhy007@163.com     

深水抗风浪网箱养殖技术及效益分析

随着近海经济鱼类资源的衰减,捕捞生产呈下滑趋势,浅海养殖也趋于饱和,受浙江、广东和山东青岛等地区抗风浪深水网箱养殖的启迪,山东省日照市海兴渔业集团有限公司于2002年5月引进1组5口周长50m、深10m的深水网箱,经过2年的养殖,取得了较好的经济效益。现将有关技术要点及效益情况介绍如下:一、海区选择1.水深、流速网箱的箱体深10m,因此选择了低潮水位14m、水流流速不大于1m/s、水体透明度在30cm以上的海区。据观察,水流流速在0.257m/s时网箱开始产生形变,水流流速达到1m/s时网箱有效容积减少80%。2.底质、环境设置网箱的海区底质以泥、泥…     

网箱的概念简化与力学计算

网箱作为刚性体和柔性体的复合体,工作状态同时处于流场和波浪场的复合作用,直接对网箱进行力学计算目前还存在一定困难.本研究通过对网箱的概念进行简化,通过对网箱概念模型进行力学计算,来定性地探讨网箱的基本性能,以期对网箱的设计提供理论上的参考依据.研究结果表明,水流对网箱的变形有较大影响,而配重对于改善网箱变形的作用是有限度的;作者开发的网箱耐流技术可以很好地改善网箱变形,减少网箱容积损失,当配置为2.0 N流速为1 m/s时,网箱的容积损失率仅为18.4%,其弱点是会使得网箱阻力增加,对网箱锚泊系统的要求提高.研究的结果与目前为止的模型试验结果和在网箱方面的一般经验基本吻合,本研究方法基本上是合理可行的.     

网衣缩结对圆柱形网箱性能影响的初步研究

采用网箱模型试验，对周长50m、深8m的HDPE双管圆形重力式网箱，通过改变网衣装配方法，在不同流速条件下对网箱性能进行了研究。结果表明，菱形目装配缩结系数0．707时网箱的阻力比0．65时小，但在静态时，缩结系数0．707比0．65时容积损失率大;力纲装配对网箱在水流作用下的形态产生影响。     

碟形升降式网箱的设计和制作

碟形升降式网箱是在调查东海区养殖方式、经济条件和海况特点，研究国内外深水网箱技术的基础上开发出的一种新型网箱。其特点是：可在水深-25m以外的开放性海域使用，可控制下潜深度大于5m，在15～20min以内潜至预定深度；最大受压流速1．5m／s时仍可正常作业，容积可保持基本不变。与国内外相关网箱比较，     

圆形网衣在水流作用下的运动变形特性

研究网衣在水流作用下的运动变形是深入了解网箱耐流特性的关键。本研究基于集中质量点法,建立了圆形网衣在水流作用下的数值计算模型,并利用前人的试验结果对数值模型进行了验证。验证结果表明,无论是网衣的变形还是受力情况,模拟结果都与试验结果吻合良好。在此基础上,针对实际应用中的圆形网衣,在不同配重(GW1=400kg、GW2=800kg)和流速(U=0.3～0.9m/s)条件下,对网衣变形、网衣底端前后点位移、网衣底端倾角进行了数值模拟,探讨了流速、配重大小对网衣运动变形特性的影响。结果表明,水流速度的增大会加剧网衣的变形,在配重GW1、流速U=0.75m/s时,网衣容积损失率达到50%以上。网衣底端前点的水平位移大于后点的水平位移,前点的垂直位移则小于后点的垂直位移,随着流速的增大,网衣底端前后点的位移差异将更为明显。当配重增加时,网衣底端位移、倾角以及网衣容积损失率可相应减小,网衣变形得到一定改善。数值模拟证明,本研究所建立的数值计算模式具有较好的稳定性和解的收敛性,可为下一步波浪、流联合作用下的整体网箱模拟奠定良好的理论基础。     

小尺度网箱缆绳张力在波浪中的变化特性

海水养殖网箱系统主要包括网箱框架、网衣和锚泊系统.其中锚泊系统是网箱系统安全的重要保证之一,而锚泊系统设计的核心问题是系泊力,即缆绳张力问题.为了保证受风浪冲击的网箱锚泊安全,必须对锚泊的动力负荷进行分析研究.为此本研究设计了一种小尺度网箱进行试验,通过测量不同波长、波高的波浪中网箱的缆绳张力、以及波浪通过网箱前后时的平均波高及波长,对网箱缆绳张力随波长、波高的变化进行分析和研究.结果表明,波浪中缆绳张力最大张力随波高的增加而增加,且随着波浪周期的增加张力增加的趋势随波高变缓,而波浪的波长和网箱框架的边长一致时,波浪单位截面积内的能量损失率达到最大值.     

HDPE双管圆形深海抗风浪网箱的研制

通过网箱结构的对比分析、材料选择和网箱模型试验,并针对进口网箱在我国海区使用中存在的问题,采用自主开发的HDPE网箱框架专用管材和六边形网目尼龙网衣,在网箱结构设计和制作技术上进行了多项创新性改进,自行研制了HDPE双管圆形结构的抗风浪网箱。波浪水槽模型试验表明,网箱抗浪能力可达7m波高以上,在原型流速102．9cm／s时,网箱容积损失率约为19．8％。研制的周长50m,水体2000m^3的试验网箱,经两年海区养殖验证,经历8～9级大风38次,10级以上大风3次,最大流速72cm／s,网箱系统和养殖鱼类安全。     

深水抗风浪网箱养殖技术

随着近海经济鱼类资源的衰减,捕捞生产呈下滑趋势。受浙江、广东和省内青岛等地区抗风浪深水网箱养殖的启迪,日照市海兴渔业集团有限公司于2002年5月引进1组5口周长50m、深10m的深水网箱,经过2年的养殖,取得了较好的经济效益。现将有关技术要点及效益情况介绍如下。1　技术1 1　海区选择1 1 1　水深、流速网箱箱体深10m。选择低潮水位14m、流速<1m s,透明度30cm以上的日照港口外海区。据观察,在流速0 257m s时,网箱开始产生形变,在流速达到1m s时,网箱有效容积减少80%。1 1 2　底质、环境网箱设置海区底质以泥、泥沙为主。用抛锚法固定…     

新型顺流式网箱的研究

顺流式网箱是抵抗风浪潮流的一种新型的网箱模式，适用于潮流方向多变、流速较高的海域。其技术关键是：网箱的锚碇系统为单锚固定，箱体可顺流回转，箱体头部设阻流罩，形成养殖缓冲区。对实物进行了缩比模型试验，对漂浮状态和下潜状态作了对比，阐述了在各种水流状态作用下的网箱水动力特性，为顺流式网箱的产品化设计提供了依据。     

圆柱形网箱锚绳受力特性的数值模拟

根据动力学原理,研究在水流作用下圆柱形网箱锚绳的受力特性,导出锚绳形状和张力的一阶微分方程组,并利用四阶Runge-Kutta计算法,结合Matlab工具,对圆柱形网箱的系泊锚绳,在水流速度、水流冲角、水深和锚绳长度等参数下的空间位置及张力变化进行数值求解和仿真模拟。模拟结果显示,在给定的初始条件下,锚绳长度对锚绳的空间位置影响最显著,水流冲角对锚绳张力的影响最大,水深对形状和张力的影响最不明显;锚绳张力随长度的增加而减小,随水流冲角、流速的增加而增加。     

沉力变化对圆形重力式网箱容积的影响

采用网箱模型试验,以周长50 m、深8 m的HDPE双管圆形重力式网箱为研究对象,研究不同沉力条件下流速对网箱容积的影响.结果表明,网箱随着流速的增加,水面下网衣出现后移、提升,流速越大,其影响的幅度越大;增加沉力可以减小网箱内容积的损耗,但网箱阻力增加;网箱内容积损耗率η与流速V的关系可以通过"逻辑斯蒂方程"拟合;在沉力配置分别为9 408 kN、7 840 kN和6 586 kN时,其方程式分别为η1=1/[1+exp(2.624-1.356 2V)]、η2=1/[1+exp(2.613 6-1.541V)]和η3=1/[1+exp(2.508 7-1.532V)].     

自减流低形变网箱模型试验

通过在圆柱形网箱箱体深度的1/2处设置一个中环,将原来的圆形重力式网箱改造成新型自减流低形变网箱(改造后的新型实物网箱周长50 m、中环周长75 m、深8 m)。通过在东海水产研究所内主尺度为90m×6 m×3 m的试验水池对新型自减流低形变模型网箱进行模型试验,研究其箱体内容积和流速的变化。模型试验结果表明,新型网箱的容积保持率明显优于原型网箱,在流速1kn时容积保持率仍能达到90.4%。不同流速下,新型网箱的减流效果比原型网箱提高5.8%~13.9%,内部流速比箱体外界流速减小25.0%~31.2%。该新型网箱可有效降低箱体内的海水流速、提高箱体的容积保持率,为养殖鱼类提供更为良好的生存、生长环境。     

基于PIV技术的方形网箱二维流场分析

方形重力式网箱在水流中会产生一定的阻流效应,为此研究不同类型网箱在不同流速下网箱周围的减流情况非常重要。本研究通过水槽试验,设计了4组不同网目形状与网目尺寸的网箱模型,利用粒子测速技术(PIV)、与多普勒流速计(ADV)试验技术,分析方形网箱二维流场特性与、流速分布及其减速情况。首先,试验结果发现结果显示,水流经过4组网箱后均出现明显的流速衰减,衰减区的高度与网箱高度大致相当;而网箱底部则出现流速增大区。ADV与PIV测量结果基本一致,。其中,当来流速度为0.18 m/s时,4组网箱中心点的平均流速衰减系数在0.5–~0.8左右。其次,试验结果表明,装配菱形网目的网箱流速衰减略大于方形网目网箱;小网目网箱的流速衰减则明显大于大网目网箱,而网箱的平均流速衰减系数随流速变化趋势不明显。最后,结果表明,利用PIV技术给出经过网箱中心点铅垂面流场分布的云图呈现,可清晰看出网箱周围的水流流线分布疏密程度。     

江河网箱的鱼病防治

在江河网箱养鱼中,按常规的鱼病防治方法,往往因江河水流冲击,药物流失大,用药量大而效果甚微;且在对网箱中的鱼进行浸洗时工作量大,操作中易将鱼体损伤。鉴于此,根据我县虹鳟鱼场多年来在新安江电厂坝下江段(平均流速为1.5m/s,回水处则为     

信息总汇

上海交通大学实施深海潜网养殖系统产业化上海交通大学朱继懋教授负责的国家 863计划课题“深海潜网高产养殖系统”,目前已进入产业化阶段 ,生产标准已编制完成。产品近日获国家实用新型专利 (专利号 :ZL 0 0 2 1 8762 .0 )。该系统由圆筒型网箱、上浮下潜、水下定位、水下监控、防盗报警等系统组成 ,价格约 2 0万元 /套。它遇风浪或赤潮时可以下潜到海水中 4— 5 m深度。网箱周长有 30、40、5 0、60、70、80 m等 6种规格 ,网深为4、6、8、1 0、1 5 m (视水域深度而定 ) ,网目规格为1 2— 1 5 mm。抗浪能力 :波高 2 - 3m,抗流能力 :<1 m/s…     

水流作用下重力式网箱浮架结构的动力响应研究

近年来深水网箱养殖设施得到了广泛的应用,浮架作为网箱结构的重要组成部分,其安全性对网箱的设计至关重要。基于有限单元法采用SHELL单元建立了浮架结构的荷载-变形数值模型,对水流作用下浮架的应力和变形进行了数值模拟,并开展物理模型试验对该数值模型进行验证。结果表明,该数值模型可以准确模拟浮架的变形,采用该数值模型,分析了不同流速条件下浮架的变形和应力,数值模拟结果显示:随着流速的增加,浮架的变形和应力逐渐增加。相同流速条件下,注水下潜后,浮架的应力和变形能够显著减小;因此,在强流条件下,可以采用浮架注水的方式,使浮架处于下潜状态,以改善浮架结构的变形和应力分布。