波浪作用下筏式养殖设施的数值模拟

基于浙江海洋学院提出的新型筏式养殖模型,将浮标简化为质点,将梗绳简化为集中质量构件,建立浮标和梗绳构件受力模型和运动方程,采用4阶Runge-kutta法求解运动方程,对新型筏式养殖系统在波浪作用下的整体运动情况进行模拟,分析浮标在波浪下的运动响应和波浪入射角度对锚绳力的影响,考察梗绳材料对浮标水平位移幅度的影响。结果显示:筏式养殖系统上部浮标在风浪中的水平位移幅度很大,将系统主轴安排与波浪的入射方向一致时,锚绳受力最小,选用PA材料锚绳相对于PE材料锚绳能减小浮标的水平位移幅度。     

波浪作用下筏式养殖结构的动力分析

针对筏式养殖设施结构的特点,基于有限元商业软件ANSYS对其进行数学建模,通过数值计算,对不同位置浮标与吊笼的位移和最大锚绳力进行分析。数值模拟研究表明,筏式养殖设施整体结构在波浪作用下呈现周期性的运动趋势,但并未发生浮标或吊笼相互缠绕的现象,说明此筏式结构在波浪作用下能够安全使用。不同位置的浮标与吊笼,由于受到锚绳与筏绳相互牵引的作用,其位移随时间变化的趋势有所不同。两侧锚绳受力变化周期与波浪周期基本一致,迎浪侧锚绳受力明显大于背浪侧,锚绳力最大值约为1000 N。研究结果表明,通过对比不同的波浪工况条件,发现各个浮标和吊笼在水平与垂直方向的位移幅度均随着波高的增加而增大,且垂直方向位移幅度大于水平方向。     

浅海贝类筏式养殖初步试验

本文初步报导了魁蚶、海湾扇贝在浅海区的生长、附着以及敌害生物和温度等因素对魁蚶、海湾扇贝存活的影响。     

龙须菜筏式养殖试验

近年来,由于受到石油污染及赤潮的影响,使昌黎县的海水水质发生了明显异常。为了使受损的海域生态环境得以尽快修复,2010-2012年,作为协作方昌黎县水产局与中国水产科学研究院黄海水产研究所合作,承担了由山东省科技厅组织的"典型海水增养殖区生态环境修复技术及示范"项目中龙须菜的引进试验示范项目。昌黎县自2010年开始引入这一品种,经过三年的养殖试验,最终获得成功,目前已通过了专家验收。     

龙须菜筏式养殖技术

龙须菜是江蓠属海藻中的一个种，是中科院海洋研究所采用生物技术培育出来的优质高产品种，其含胶量高达２５％～３０％，单茬亩产龙须菜干品１．５吨以上，是工业上提取琼脂的主要原料，其鲜菜也是养殖鲍鱼的优良饲料。由于龙须菜具有藻体大、适应性强、生长快、效益好等特点，近年来，在我市沿海掀起了龙须菜的浅海筏式养殖高潮。一、龙须菜的生态习性龙须菜一般很少生长在深水中，最适生长水层为水深０．５～１．０米。生长适温范围较广，在１３～２６℃的水温范围内都可生长，龙须菜在比重１．００５～１．０２６的范围内均能生长，但最…     

浅海筏式养殖系统贝类养殖容量研究进展

据报道,以世界人均耕地计,中国人口以４亿为合适,按人均粮食５００ｋｇ／年计,中国人口以６亿为适度,按水资源来估算中国适度人口可为７亿。综合起来考虑,中国理想人口数量应在６．５亿左右［刘大椿等１９９５］,而我国实际人口已远远超过此数。很显然,只依靠耕地...     

筏式养殖筏架虚拟设计及仿真研究

养殖筏架是深海养殖的重要工程技术装备。应用虚拟设计技术进行筏式养殖筏架结构参数化设计,并利用该三维模型进行筏架结构动力学建模和分析,综合考虑风浪流载荷、缆索形式、材料参数等因素的影响,通过仿真计算对浮筏抗风浪能力进行评估。结果表明,选择加强的PVC材料缆索可以抵抗深海风浪流的影响。     

贻贝浅海筏式养殖方法

贻贝作为我国较早养殖的贝类品种之一,其养殖面积曾一度占据了浅海养殖的主导地位。随着20世纪90年代以栉孔扇贝为代表的贝类养殖的兴起,大量繁殖的贻贝又成了浅海筏式养殖的一种负担,养殖单位曾想尽一切办法清除养殖筏架上的贻贝,以防影响其它品种的生长。但随着栉孔扇贝大面积死亡情况的发生,贻贝苗种的易附着、生长快、产量高、成本低等优势又显现了出来,再一次成为部分地区的主导养殖品种。2001年日照市东港区的养殖单位创造了每台筏架产贻贝4000 kg,产值2000元的高效益,现将其养殖方法介绍如下:     

水流作用网衣过程的数值模拟

网衣是深水网箱的主要组成部分,也是整个网箱系统中受力最为复杂的部件之一。文章介绍了水动力作用下一种基于集中质量法的网衣数学模型,并引用前人的试验结果对数学模型进行了验证。在此基础上,利用此数学模型在不同配重（CW1=400kg和CW2=800kg）和流速（U=0．3—0．6m·s^-1）条件下分别对网衣所受的水流力、网衣形状和网衣运动位移三者随时间的变化过程进行了数值模拟,给出了网衣达到稳定状态前、后网衣受力变形的计算结果,揭示了网衣在水流作用过程中的动态变化规律,并进一步分析了配重及流速大小对网衣受力、变形及运动特性的影响。     

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。     

Numerical simulation of the effects of structure size ratio and mesh type on three-dimensional deformation of the fishing-net gravity cage in current

In our previous research, the hydrodynamic behavior of a two-dimensional (2D) plane fishing net in current was simulated. Based on the research, a model of a three-dimensional (3D) net is established by using the lumped mass method. To verify the validity of the numerical model, model test results by other authors are cited and compared with the numerical results. The simulated results are in good agreement with experimental ones. In this paper, the 3D net model is applied to investigate the effects of structure size ratio (RDH) and mesh type on the 3D net deformation of the gravity cage in current. The numerical results indicate that the decrease of RDH is practically feasible in improving the cage net deformation. With a sinker system the net deformation with diamond mesh is greater than that with square mesh. When the bottom-collar sinker system is applied, with an increase in current velocity, the net deformation with diamond mesh is less than with square mesh. The results of this study provide a better understanding of the hydrodynamic behavior of the gravity cage.     

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。     

双层网底鲆鲽网箱耐流特性的数值模拟

双层网底鲆鲽网箱的网底结构在水流作用下会发生倾斜与转动。为确保网底结构的安全,需对其耐流特性进行动力分析。为此,根据有限元法建立了流场中双层网底网箱受力的数学模型,通过计算机数值模拟对双层网底的最大位移与倾角进行研究,并将双层网底的计算结果与单层网底进行对比分析。模拟结果显示,随着流速的增大,上层网底与下层网底的倾角逐渐增加,并且两层网底的倾斜方向恰好相反。研究发现,当实际海区流速超过93 cm/s时,双层网底网箱的上、下两层网底会发生接触碰撞,从而影响网底的稳定。此外,双层网底网箱的下层网底位移要大于单层网底网箱,但其倾角却小于后者,这可能与双层网底网箱的上层网底设计有关。     

波浪作用下双层网底鲆鲽网箱水动力特性的数值模拟

根据有限单元法建立了波浪作用下双层网底网箱的受力运动模型,通过数值计算求解双层网底的位移与倾角。先将上层网底与下层网底的计算值进行比较,然后,将双层网底网箱中下层网底与单层网底网箱开展对比分析。计算结果显示,在波浪周期内,双层网底网箱的2层网底能保持相对平行的状态。2层网底的位移与最大倾角随着波高与周期的增大而增加,并且2层网底的倾斜方向一致。在相同波浪条件作用下,下层网底的水平位移大于上层网底,二者垂直位移差异较小,下层网底最大倾角值大于上层网底。研究发现,当波高为15 cm、周期为1.4 s时,双层网底网箱的2层网底的倾角相差最大,但并未发生接触碰撞,网底可以保持相对稳定。此外,双层网底网箱的下层网底的最大位移值小于单层网底网箱,最大倾角值大于单层网底网箱。研究表明,当波浪一定时,双层网底网箱的最大锚绳力均大于单层网底网箱。     

Numerical simulation of deformations and forces of a floating fish cage collar in waves

The dynamic behavior of a fish cage collar in waves was investigated using a numerical model based on the finite element method. The floating collar and mooring system were divided into a series of line segments modeled by straight massless model segments with a node at each end. To verify the validity of the numerical model, research data from other authors were cited and compared with the simulated results, the comparison of results showed a good agreement. The numerical model was then applied to a dynamic simulation of a floating cage collar in waves to analyze its elastic deformation and mooring line tension. The simulated results indicated that the greatest deformation of the collar taken place in the position of the mooring line connection point when incident waves were in the same direction. An increase in the length of mooring line would help to decrease the mooring line tension of the collar. Furthermore, the effects of collar dimension, including collar circumference, pipe diameter in cross-section, and pipe thickness, on the dynamic behavior of the floating collar were discussed. The results of this study provided a better understanding of the dynamic behavior of the fish cage collar.     

Numerical simulation of the migration and distribution of diamond squid (Thysanoteuthis rhombus) in the southwest Sea of Japan

To elucidate the effects of hydrographic conditions on the migration and distribution of diamond squid ( Thysanoteuthis rhombus ) in the Sea of Japan, two numerical experiments were conducted using a Lagrangian particle-tracking model. First, Lagrangian simulations with different horizontal swimming speeds were conducted in the area off the San-in coast, the southwest Sea of Japan. The comparison results of simulations and experimental tagging records from 2003 suggest that horizontal movement of diamond squid over a few days is influenced by individual swimming, but long-term migration over more than about 10 days is dependent on the ambient current field. Secondly, further Lagrangian simulations with biological processes, forced by different hydrographic conditions in 2003–2005, were conducted. Temporal variations in distributions and sizes calculated by the model corresponded approximately to those of catch data. A large number of particles simulating squid were distributed over the nearshore region from the San-in coast to the Noto Peninsula during September–November every year. Differences in the migration route and distribution of particles among years were closely related to differences in hydrographic conditions such as the position of the main stream of the Tsushima Warm Current. Prediction of the catch off the San-in coast might be improved by considering hydrographic conditions in the southwest Sea of Japan.     

菲律宾蛤仔养殖对底质AVS影响的模拟实验

采用模拟实验方法,研究了菲律宾蛤仔养殖对底质酸挥发硫的影响,分析了酸挥发硫与其他底质环境因子的关系。结果表明,菲律宾蛤仔养殖会增加底质中酸挥发硫的含量,而且酸挥发硫含量随养殖密度增加而升高;与酸挥发硫密切相关的环境因素有底质温度、氧化还原电位（Eh）值、有机物（OM）含量、Fe^3＋／Fe^2＋比值、硫酸盐还原菌（SRB）数量;菲律宾蛤仔的养殖导致沉积物中SEM和AVS的比值小于1,束缚了重金属的生物活性或生物毒性。