检索结果-内蒙古大学图书馆

哈尔滨工程大学学报 2022年第3期43卷 340-347页

作者：孙树政李辉 Muk Chen Ong 李琳哈尔滨工程大学烟台研究(生)院山东烟台264000 哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001 斯塔万格大学机械结构工程和材料科学系罗加兰郡斯塔万格4036

网架式模块化深远海养殖平台由多个网架式网箱模块组合而成,能更好的适应深远海环境。为便于分析网箱模块浮架结构强度,本文不考虑网衣的作用,只针对单个网箱模块浮架结构屈服强度开展研究。采用Morison方程结合CFD计算的网架结构水动... 详细信息

网架式模块化深远海养殖平台由多个网架式网箱模块组合而成,能更好的适应深远海环境。为便于分析网箱模块浮架结构强度,本文不考虑网衣的作用,只针对单个网箱模块浮架结构屈服强度开展研究。采用Morison方程结合CFD计算的网架结构水动力系数,计算网箱浮架结构波浪载荷响应,确定设计波参数,计算得到设计载荷。然后应用有限元方法,计算浮架结构在设计载荷下的应力响应,对结构的屈服强度进行校核,对球、管节点进行网格细化以对其进行局部强度分析。研究结果表明设计的网架式网箱浮架结构在6 m波高下结构屈服强度满足规范要求。

关键词：网架式网箱深远海养殖浮架结构设计载荷 Morison方程水动力系数屈服强度

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基于CFD的网架式网箱浮架结构波浪载荷计算方法研究

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中国造船 2020年第S02期61卷 214-221页

作者：孙树政龙艳李贺哈尔滨工程大学烟台研究院烟台264000 哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001 中集海洋工程研究院有限公司烟台264000

深海网架式模块化渔场是一种新型的海上渔场养殖平台,网箱浮架结构在海浪中的波浪载荷是该平台设计研究中的关键环节.在应用Morison方程计算网箱浮架结构的波浪载荷时,浮架中的球体与管结构的连接形式会对周围的流场产生影响,而且Moriso... 详细信息

深海网架式模块化渔场是一种新型的海上渔场养殖平台,网箱浮架结构在海浪中的波浪载荷是该平台设计研究中的关键环节.在应用Morison方程计算网箱浮架结构的波浪载荷时,浮架中的球体与管结构的连接形式会对周围的流场产生影响,而且Morison方程中水动力系数的选取在考虑粘性影响方面存在不确定性.论文尝试应用CFD方法计算球管结构水动力系数,并通过Morison方程对网架式网箱浮架结构的波浪载荷进行计算分析,然后将它与CFD数值模拟得到的浮架结构波浪载荷计算结果进行比较.研究表明,采用CFD与Morison方程结合的方法能够较好地计算网箱浮架结构的波浪载荷.

关键词： CFD Morison公式网架式网箱浮架结构波浪载荷

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圆形重力式网箱浮架结构在波浪作用下的运动响应

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工程力学 2006年第A01期23卷 222-228页

作者：郑艳娜董国海桂福坤李玉成关长涛林德芳大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116023 中国水产科学研究院黄海水产研究所山东青岛266071

依据Stokes二阶波浪理论和莫里森(Morison)方法,对圆形重力式网箱的浮架结构在两种锚碇系统(折线形和直线形)的作用下,浮架上特定点的运动轨迹进行了数值计算与水槽试验,比较结果发现在研究的波况下浮架的运动位移受波长影响较小,而与... 详细信息

依据Stokes二阶波浪理论和莫里森(Morison)方法,对圆形重力式网箱的浮架结构在两种锚碇系统(折线形和直线形)的作用下,浮架上特定点的运动轨迹进行了数值计算与水槽试验,比较结果发现在研究的波况下浮架的运动位移受波长影响较小,而与波高关系密切,在锚碇系统的约束下水平位移远小于垂向位移。数值计算与试验数据吻合较好,表明了此计算方法的可行性,为进一步模拟浮架结构的受力与变形打下基础。

关键词：海岸和近海工程重力式网箱试验研究数值计算浮架结构莫里森Morison方法

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重力式网箱浮架结构在船兴波作用下的受力研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2011年第2期26卷 167-176页

作者：舒开连孙雷董国海赵云鹏大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学船舶与海洋工程学院工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

基于质量集中法将浮架结构离散成多个微元,根据薄船理论并运用边界元方法计算船舶兴波,同时采用莫里森方程对重力式网箱浮架结构在船兴波作用下的受力特性进行了数值模拟。为了验证该文计算方法,分别将薄船理论与非线性理论,以及浮架受... 详细信息

基于质量集中法将浮架结构离散成多个微元,根据薄船理论并运用边界元方法计算船舶兴波,同时采用莫里森方程对重力式网箱浮架结构在船兴波作用下的受力特性进行了数值模拟。为了验证该文计算方法,分别将薄船理论与非线性理论,以及浮架受力的数值计算与实验数据进行了对比。同时对船速、船长、船宽和间距等因素对浮架受力特性的影响进行了进一步的研究与分析。

关键词：船舶兴波薄船理论重力式网箱浮架结构莫里森方程

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重力式网箱浮架结构变形—应力特性有限元分析

重力式网箱浮架结构变形—应力特性有限元分析

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作者：王笛清大连理工大学

学位级别：硕士

随着全球范围内经济的快速发展、人口的不断增加和人民生活水平的稳步提升,整个社会对水产品的需求量不断加大;而传统的捕捞业和浅海养殖业,很明显已经无法满足人们对水产品的强大需求。基于海水网箱养殖技术的“海洋牧场化生产”的出现... 详细信息

随着全球范围内经济的快速发展、人口的不断增加和人民生活水平的稳步提升,整个社会对水产品的需求量不断加大;而传统的捕捞业和浅海养殖业,很明显已经无法满足人们对水产品的强大需求。基于海水网箱养殖技术的“海洋牧场化生产”的出现,为缓解水产品的供需矛盾提供了新思路。我国早在上世纪70年代的东南沿海地区,就开始了浅水网箱养殖。但是近年来,近海海洋环境破坏严重,养殖区环境污染和病害问题日趋突出,导致养殖鱼类品质下降,死亡率不断增高。走向深海已经成为一个必然的发展趋势。目前较为普及的是深水重力式网箱,其浮架结构主要负责抵抗波浪和水流的冲击,提供整个网箱大部分的浮力、支撑网衣系统维持有效的养殖体积;在网箱抗风浪性能中扮演着极为重要的作用,其安全性及可靠性将直接决定整个养殖生产成败。因此,本文将对复杂海况条件下网箱浮架结构的变形特性、应力分布以及极限承载能力等问题进行深入探究,以期为浮架系统的设计及网箱整体的安全评估提供必要依据。论文主要包括以下几部分：第一章为绪论,主要介绍深水网箱养殖的产业背景和国内外网箱研究的进展。第二章根据壳体理论基本假定和壳体在正交曲线坐标系下的几何方程、物理方程以及平衡方程,建立了壳体变形-应力分析数学模型。第三章通过物理模型试验得到了不同加载速率下HDPE材料弹性模量的统计值,然后从微观分子构成的角度分析HDPE的力学性能。第四章从四大强度理论中得出材料的屈服准则,作为材料失效的判定;然后基于实际养殖场中浮架的破坏效果拟定浮架结构局部破坏假定,作为结构失效的判定;并通过物理试验和有限元模拟的方式对该假定的有效性和实用性进行审查。第五章基于ANSYS结构建模平台,建立了简化的双浮管有限元模型,约束为水面网格式四点锚定,分析了浮架在纯流、纯浪和波流混合作用下的变形-应力特性。第六章讨论了浮架在均布载荷作用下,单根、两根以及四根缆绳锚定下的极限承载能力。第七章对本文的研究成果进行了总结,并对以后的研究方向进行了展望。

关键词：浮架结构变形-应力特性有限元分析极限承载能力

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圆形网箱浮架结构有限元分析

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广东海洋大学学报 2011年第4期31卷 69-74页

作者：鄢奉林郭根喜何真杜健航王贵广东海洋大学工程学院广东湛江524025 中国水产科学研究院南海水产研究所广东省渔业生态环境重点实验室广东广州510300

在开放的海洋环境中,网箱浮架结构的强度和变形对网箱的安全有重要的意义。以某圆形HDPE网箱浮架结构为研究对象,采用壳单元和板单元,建立了三维有限元模型,分析了浮架结构在分布阻力、锚绳力及迭加载荷作用下的应力和变形,对浮架结构... 详细信息

在开放的海洋环境中,网箱浮架结构的强度和变形对网箱的安全有重要的意义。以某圆形HDPE网箱浮架结构为研究对象,采用壳单元和板单元,建立了三维有限元模型,分析了浮架结构在分布阻力、锚绳力及迭加载荷作用下的应力和变形,对浮架结构在不同的缆绳系附下的承载极限进行了评估。计算结果表明:缆绳系附处应力水平高,是浮架结构的危险点;浮架结构的变形和应力与网箱系统的载荷特点及缆绳系附方式密切相关;缆绳系附方式不同,浮架结构的承载极限有很大差别。

关键词：网箱浮架结构有限元分析

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波浪与浮式结构物相互作用的研究

波浪与浮式结构物相互作用的研究

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作者：郑艳娜大连理工大学

学位级别：博士

为了解决社会对水产品需求增长和浅水养殖业所存在问题间日趋突出的矛盾，“深水养殖网箱的研究”被列入中国第十个五年计划中的一个重点项目。本文对此研究项目中的两种浮式结构物在波浪作用下的水动力特性进行了物理模型试验和数值计... 详细信息

为了解决社会对水产品需求增长和浅水养殖业所存在问题间日趋突出的矛盾，“深水养殖网箱的研究”被列入中国第十个五年计划中的一个重点项目。本文对此研究项目中的两种浮式结构物在波浪作用下的水动力特性进行了物理模型试验和数值计算研究。一种结构是深水重力式网箱的圆形浮架结构，另一种是浮式防波堤结构。对浮架结构的研究方面，首先针对重力式网箱浮架的运动进行了实验室物理模型试验，先后设计了两种锚碇结构形式—折线形和直线形，对每种锚碇—浮架系统分别量测了浮架上特定点的运动轨迹以及海底锚碇点的受力历时曲线。其次在时域内对浮架结构的运动和锚碇点受力进行了数值模拟。考虑到浮架结构的尺寸特点，采用改进的Morison公式计算波浪对浮架的作用力，简化计算的同时也面临着公式中水动力系数选取的难题，本文对流阻力系数等对浮架运动的影响进行了比较分析。锚碇系统的作用力计算需要考虑锚碇系统的动态响应，根据各段锚绳张力连续的条件求解各个时刻锚绳的运动及其产生的张力。在计算出浮架受力之后通过求解刚体运动方程得到浮架结构的刚体加速度、速度和位移，进而计算下一时刻的受力，使得计算得以连续进行下去，运动方程采用四阶Runge—Kutta方法求解。通过数值结果与试验结果的比较，验证本文数值模型的正确性，为浮架结构的深入研究和整体网箱的设计提供了技术支持。浮式防波堤的结构形式很多，本文首先选取单箱、双箱和板式浮堤进行消浪性能试验，锚链在平衡状态有一定的拖地长度，对两种拖地长度进行了比较，分析了链长对浮堤消浪性能的影响。为了能有效的削弱长波，本文进而提出了一种板—网式浮式防波堤，并对浮堤的堤宽、网数和刚度以及波浪和水流的方向等因素对浮堤消浪性能的影响进行了物理模型试验。试验结果表明结构简单的板—网式浮防波堤能够起到一定的为深水网箱消浪的作用，是一种较为经济实用的浮式防波堤，具有一定的工程应用前景。对浮式防波堤的数值模拟采用时域边界元方法，建立了时域边界积分方程。物体在波浪中运动的时候，物体的运动决定了所受流体作用力的大小，反过来，受力又影响了物体的运动，因此，边界积分方程和物体运动方程是相互耦合的，需要同时进行求解。运动方程同样采用四阶Runge—Kutta方法求解。浮堤的锚泊系统采用静态悬链线法模拟。本文对单箱、双箱和板式的浮式结构物进行了数值计算，结果表明对固定物体的模拟结果与解析解或频域解的吻合程度较好，计算得到的系泊浮堤透射系数随波浪周期的变化趋势与试验结果相一致。

关键词：重力式网箱浮架结构浮式防波堤边界元方法 Morison公式时域理论透射系数

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圆形重力式网箱锚碇系统的受力研究

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应用力学学报 2007年第2期24卷 180-185页

作者：郑艳娜董国海桂福坤李玉成关长涛大连理工大学大连116023 中国水产科学研究院青岛266071

依据Stokes二阶波浪理论和莫里森(Morison)方法,对圆形重力式网箱的浮架结构分别与工程上常用的两种锚碇系统(折线形与直线形)相结合情况下,锚碇系统的受力进行了数值计算及相应的物理模型试验。结果表明相同波况下折线形锚碇系统承受... 详细信息

依据Stokes二阶波浪理论和莫里森(Morison)方法,对圆形重力式网箱的浮架结构分别与工程上常用的两种锚碇系统(折线形与直线形)相结合情况下,锚碇系统的受力进行了数值计算及相应的物理模型试验。结果表明相同波况下折线形锚碇系统承受张力较小,在相同波浪周期条件下,波高越大锚碇点受力越大;相同波高下,锚碇点最大受力随周期变化不显著。将计算结果与模型试验对比,结果显示计算数值与试验数据较接近,表明了此计算方法的可行性,为进一步模拟浮架结构的运动变形打下基础。

关键词：重力式网箱浮架结构莫里森Morison方法

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深水金属网衣浮架水动力特性研究

深水金属网衣浮架水动力特性研究

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作者：梁新宇大连海洋大学

学位级别：硕士

伴随全球经济的加速发展,人民生活水平的改善,全社会对水产品的需求量呈几何速度增加,传统网箱养殖的水产品产量已经供不应求,深海网箱养殖的大力发展成功的解决了这一供需矛盾。深海网箱的浮架系统不单要抵御风、浪、流的作用,还要提... 详细信息

伴随全球经济的加速发展,人民生活水平的改善,全社会对水产品的需求量呈几何速度增加,传统网箱养殖的水产品产量已经供不应求,深海网箱养殖的大力发展成功的解决了这一供需矛盾。深海网箱的浮架系统不单要抵御风、浪、流的作用,还要提供网箱整体的大部分浮力,支撑起网衣系统来提供有效的养殖空间。尤其对于金属网衣网箱,浮架结构的强度和稳定性更为重要,可以说浮架系统的安全可靠是网箱养殖成功的关键。本文以金属网衣网箱的浮架为研究对象,利用ANSYS软件,建立了浮架锚绳系统在水流的作用下的单向流固耦合模型。对在不同流速的水流作用下浮架系统的受力、变形、位移,锚绳的受力、伸长进行数值分析。并通过理论验证,证明利用ANSYS FLUENT分析浮架在水流作用下的流固耦合模拟的正确性,为进一步研究网箱系统在波流共同作用下的流固耦合研究打下基础。国内对金属网箱的研究起步较晚,多数集中在尼龙、纤维网箱的研究上,对金属网衣网箱浮架进行数值模拟的研究较少,且多数把浮架假设为刚体,只研究浮架的运动和位移,没有考虑到浮架的受力变形。深海金属网箱投产后所处的海洋环境十分复杂,受风浪、洋流的共同作用,可能出现各种破坏形态,所以研究浮架的受力变形十分有意义。本文利用数值模拟软件进行的浮架锚绳系统在水流作用下的单向流固耦合研究十分贴近浮架使用的实际情况,意义重大。本论文对浮架锚绳系统在水流作用下流固耦合数值模拟的研究内容共分为四个部分,第一部分:绪论部分主要是研究对象所处的背景以及研究的意义,国内外对金属网箱的研究进展等;第二部分:浮架锚绳系统在水流作用下的数值模拟理论基础以及理论验证;第三部分:利用ANSYS FLUENT软件并结合CAD建模软件建立了简化的四点锚碇单浮管的模型,进行浮架锚绳系统在水流作用下的流固耦合数值模拟。第四部分:结果分析。对比在五种流速水流的作用下浮管的受力、变形、位移,分析不同流速下锚绳受力、变形的变化规律。第五部分:对本文的研究内容与结论进行总结,探讨浮架锚绳系统的流固耦合模拟的实际意义。深水金属网箱的发展,对以环境保护为基础的高效水产生态养殖,走可持续发展的海洋渔业道路意义非凡。所以,在经济发展的新时期,我们要大力发展应用新技术、新材料,做好深海网箱的研究,配合好国家海洋牧场战略。

关键词：浮架结构数值模拟流固耦合水动力特性

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