美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册（四十三）

（上接2013年第2期） 5．数学模型 用UNH开发的名为Aqua-FE的有限元程序建立了代表OCAT系统的数学模型。Aqua—FE被用于各种不同的养殖系统的研究,并且能和物理模型的测试以及现场不同的类型网箱和锚定系统进行很好的比较。     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册（二十六）

ⅤⅢ物理模型 1．综述 2007年,美国大豆工业协会与New Hampshire（UNH）,大学机械工程部和海洋工程中心签订了合同要求建立一个OCAT海洋网箱系统的比例模型并用此模型对OCAT网箱在不同的海洋波浪中和海流级别中的状态进行分析研究。此海洋网箱养殖系统（OCAT）的比例模型在UNH大学的波浪／牵引槽内进行了建造和试验。     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册(三十九)

(上接2012年第10期) X.沉没测试 1.概述 作为USB项目7515-在海湾建造和开发OCAT网箱(参阅Ⅷ章.OCAT设计评估和改进网箱的建造)的一部分,由New Hampshire大学制作和组装了一个海洋网箱养殖系统(OCAT).组装好以后此网箱和锚定系统在Great Bay Estuary,New Hampshire进行了开发,用了一周的时间对系统的拖曳力,水速的测量和网箱的沉没深度进行了测定.此研究的要达到的目的如下: ■用水流仪和负载传感器装配了OCAT系统和测试现场 ■ 在河流的出口处布置了网箱和锚定系统 ■ 检测了网箱内部和外部的水流速度 ■ 检查网箱的可沉没性 ■ 安装和测试水流偏转系统 UNH在他们递交给美国大豆工业协会为其USB项目7516"OCAT网箱的沉没测试(Celikkol et al,2007e)"的最终报告中记录了此项研究的结果.     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册(三十四)

(上接2012年第5期)Ⅸ.OCAT设计的评估和改进网箱的构建1.设计简述2007年,应美国大豆工业协会OCAT项目的的要求,New Hampshire大学(UNH)机械工程部和海洋工程中心的工程师对已有的OCAT网箱作出了他们的设计评论。     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册（十五）

（上接2010年第10期）4.原型网箱系统的开发（1）网箱和锚定系统利用OCAT鱼类养殖箱的设计的参数,开发了网箱和锚定系统的FEA原型。用在Aqua-FE中各设计部分的参数分配如表1中所示。建造原型网箱包括捆扎件,     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册（二十八）

5．环境（施加负载）状态 OCAT网箱和锚定系统被置于常规和非常规的波浪和水流中。对七种常规的波浪频率以及二种随机的海洋状态进行了调查研究：一种极端（风暴）和常见的（可运作的）类型的状况。运用了八种不同的水流速度从0—2米／秒（4节）进行试验。     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册（十六）

5．环境（负载）状态 OCAT网箱和锚定系统适用于常规和非常规的波浪、水流的状态以及二者的各种组合状态。对七种波浪的频率及二种随机的海洋事件进行了调查：一种是极端情况（风暴）和常规类型的事件。应用了0—2m／s（4节）范围内八种不同的水流速度。最后，将波浪和水流组合进行模拟。     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册（二十一）

4．网箱框架的分析 （1）原型建造 制作研究首先涉及的是建造整个OCAT网箱框架的原型。用架构件制作了框架的几何形状。这个原型结构包括了368个节点和372根条状部件。     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册(三十)

(上接2012年第1期)(3)拖曳测试OCAT网箱还用了八种水流速度进行了测试,并测量了系统的拖曳力.下面的图中提供了水流测试的结果.图12所示为一典型的以同一速度经三次拖曳的输出文件.使用了拖曳的稳定状态部分以确定OCAT系统的平均拖曳力.图13所示为满标度时每种拖曳速度的平均拖曳力.最高的水流速度是2.0米/秒(4节).作用在拉紧绳交集点上的力超过40kN.图14中所示的网箱用低速和高速的拖行.在附录A中看到全部的拖曳测试结果.     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册（二十五）

（上接2011年第8期）12．分析和结果用线性弹性分析方法进行模拟并且记录了相当的Von Misses应力。Von Misses应力是用于预测柔性材料屈服性能的最佳标准。     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册(三十五)

3.完整的HDPE边框 在UNH按设计评估完全用HDPE管子和角部连接件建造一个或二个水平边框期间记录了第二组观察资料.在一个边框上取消钢制的角部连接件可以:(1).降低网箱系统的成本;(2)降低网箱的重量;(3)确定了完全用HDPE管子建造一个边框的可行性.     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册（四十四）

7．讨论 在水流中,安装了25ram条长网具的OCAT网箱系统沉没的深度没有条长40mm的网箱深。25mm条长类型和40mm条长网的最大位移分别为15．6米和-17.3米。虽然设计的网箱是可以沉没的,但是安装40mm条长网的网箱系统上的重物链碰到了海底。假如此系统被布放在流速较高的区域内,可能需要增加网箱框架内的浮力。     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册（四十二）

XI铜合金网具的评估1．概述USB的OCAT网箱系统的网在设计时使用的是标准的网具编织材料。最标准的织网材料如尼龙,必须涂一层防污剂以减少海洋生物生长在上面的可能性。。这种生物污物降低了通过网箱的水流因而增加了系统的拖曳力。一种新的技术可以实质性的消除这种问题,这就是用铜合金的网具。此合金可以阻止海洋有机物的生长,对于生物一污染物的难题这是一个特别的解决方案。但是,这些金属网具对网箱系统的影响如何我们并不十分了解。     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册（十七）

对常规和非常规的波浪和水流状况的模拟结果进行处理和归类使关键的信息很容易被确认,并且能够对二种不同的网箱系统进行比较。为了能做到这点各加载网箱的重要数据首先被取出,如最大锚链的张力或网箱位移的平均值。然后就可以分别找出网箱和锚定系统加载响应和运动响应幅度因子（RAOs）。RAO是用于预测海上船只或物体可能的动态行为的规范化的响应。RAOs是一个转换函数,被定义为网箱对于波浪力响应的比例或,     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册（十九）

（上接2011年第2期） b．随机波浪：可运作状态 图11所示是在无水流的状态下网箱系统处于可运作的波浪级别时的运动响应。绘制了用于比较的单频运动结果曲线。和预期的一样，可运作的RAO趋势结果在数量上要小于随机风暴级别下波浪的RAO趋势。     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册(三十一)

(上接2012年第2期) 9减阻的测试方法 为了对减阻件的设计进行精确的测试,用OCAT比例物理模型作基本的网箱但增加了这些新的设计部分.此柔性的减阻物是用5mil平滑的喷丝织物制作的.在各连接边上每隔2英寸就装一个0.25英寸的索扣.为了使索扣能牢固的装在上面,在装索扣前各边都缝边一英寸.然后减阻物用8英寸的的绳索穿过索扣并将它覆盖在网箱的周围.用绳索绑扎是因为成本低在使用和取下时很方便.拖曳绳是用标准的编织绳做的.     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册（四十六）

（上接2015年第5期） 由于设备的可靠性和系统的操作物流问题是关键点,设计改进使用了较小的漏斗。为了保证零件和组件的互换性,选用了相同尺寸的漏斗（直径,锥度）,储存容量减少为30加仑。系统的高度降低了1英尺。这使喂食过程中漏斗的装料和重新装料都简单了。组装件如图9所示。     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册（二十四）

8．总结此报告对OCAT网箱刚性框架设计的结构完整性作了分析研究。二种环境负载方案的结果被用作输入值：2．0米／秒的水流速度和风暴波浪级别时1．5米／秒的水流速度。整个网箱框架首先通过二组负载方案用梁柱的分析方法进行分析。这些负载方案包括在海洋环境状态下在网箱框架上的应力。还使用了HDPE弹性模数的保守值。第二次的分析研究了多数负载状态下时框架的稳定性。     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册（二十二）

（上接2011年第5期）5．网箱框架的分析结果数字模拟对网箱框架的变形、弯曲和扭曲力矩的分布以及框架中轴向应力的确定提供了预测。负载方案1中产生的变形显示在图4中。对模拟的结果进行了处理以确定经受最大负载的网箱框架组件的状况。     

日本用于外海的新型网箱养殖系统

<正> 由日本 Bridgestone Tire 公司制造的一种新型挠性网箱养殖系统可以安全地用于近海、外海,甚至能抵挡台风的袭击。这种系统在日本作为商业性生产已使用了两年。欧洲在经过两年的试用后正在推广。在研制这种装置的过程中,曾使用了复杂的计算机分析技术和模型模拟试验。