圆形升降式深海养殖网箱的力学分析建模及仿真

论文题目: 圆形升降式深海养殖网箱的力学分析建模及仿真

论文类型: 硕士论文

论文专业: 环境工程

作者: 高晓芳

导师: 杨新华

关键词: 升降式网箱,波浪力,受力分析,仿真

文献来源: 中国海洋大学

发表年度: 2005

论文摘要: 目前我国海水网箱养殖业发展迅速,日渐成为渔业发展中的一个重要产业,提高深海网箱抗风浪能力是保证网箱养殖发展的重要环节。本文在概述我国深海抗风浪网箱养殖现状的基础上,对圆形升降式深海网箱进行了波浪力的水动力学分析,并给出网箱的运动模拟。根据深海网箱的具体结构,抽象出其力学模型;运用牛顿定律及动量矩定理给出力学方程,得到网箱的运动几何模型,导出了深海升降式养殖网箱的运动方程,并给出数值计算。在网箱波浪力的研究中采用作用于大尺度结构上的非线性波浪力计算方法和Morison方程,讨论了在波高、波长及周期变化下水动力的变化趋势,得出网箱所受到的水平波浪力远大于竖直波浪力,波高的变化对波浪力的影响最大的结论;并且讨论了网箱的下潜深度随波浪的波高、波长及周期的变化情况,得出下潜水深比较小时深海网箱的波力变化快,当达到某一个下潜深度以后,波力的变化趋于平缓的结论。本文中所考察网箱的下潜深度一般取6-8米的概值,不同结构的网箱,其最佳的下潜水深也有所不同。设计中取下潜水深—波力曲线上趋于平缓的受力点作为参考值。在研究网箱的运动仿真时,采用Matlab Simulink软件,根据所推导出的圆形升降式深海网箱的运动方程组,编制了仿真程序,得到升降式网箱的位移在开始的时候变化较大,但网箱最终会处于一个比较固定的位置,做周期性摇摆;同时由于受到波浪力的作用,升降式网箱会产生倾角,网箱的倾角在开始时会随之增大,但经过一段时间后转角就会逐渐趋向一个稳定的摇摆规律。

论文目录:

1 前言

1．1 课题的背景

1．2 课题研究的目的和意义

1．3 深海养殖网箱发展现状

1．3．1 国外深海网箱发展现状

1．3．2 国内深海网箱发展现状

1．3．3 深海网箱的类型及发展方向

1．4 本文的研究内容及创新点

2 力学分析数学模型

2．1 概述

2．2 建立运动坐标

2．3 力学关系

2．4 本章小结

3 圆形深海网箱的波浪力表达

3．1 波浪力表达式

3．1．1 波浪理论

3．1．2 浮箱的波浪力分析

3．1．3 网衣的波浪力分析

3．2 网箱动量矩表达式

3．3 本章小结

4 圆形深海网箱力学模型的数值计算

4．1 力学模型的数值计算

4．2 算例

4．2．1 网箱波浪力分析

4．2．2 网箱下潜水深分析

4．3 本章小结

5 动态仿真

5．1 SIMULINK动态仿真简介

5．1．1 SIMULINK模型的基本组件

5．1．2 模型仿真过程分析

5．2 网箱仿真模型的构建

5．3 仿真结果及其分析

5．4 本章小结

6 研究总结与展望

6．1 全文研究工作总结

6．2 有待进一步研究的内容

参考文献

附录

致谢

发布时间: 2005-10-26

参考文献

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[2].深水可移动网箱模糊控制系统研究[D]. 付宗国.浙江海洋学院2014
[3].重力式网箱群组系统耐流特性的数值模拟[D]. 何鑫.中国海洋大学2007
[4].可升降网箱的自动化控制研究[D]. 张伟.浙江海洋学院2014
[5].方形重力式网箱抗风浪、耐流特性的试验研究[D]. 黄六一.中国海洋大学2006
[6].重力式养殖网箱耐流特性的数值模拟及仿真[D]. 崔江浩.中国海洋大学2005
[7].浮绳式网箱的波浪水动力学水槽试验研究[D]. 马家志.浙江海洋学院2010
[8].方形养殖网箱流场及颗粒物沉降数值模拟[D]. 何东.浙江大学2015
[9].三种模式网箱养鱼效果、氮磷排放和对水质影响的比较[D]. 张耀.华中农业大学2012
[10].波流作用下网箱浮架结构动力响应和疲劳分析[D]. 李坤鹏.大连理工大学2016

圆形升降式深海养殖网箱的力学分析建模及仿真

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