波流联合作用下潜降式养殖网箱水动力特性
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1.海水养殖生物育种与可持续产出全国重点实验室中国水产科学研究院黄海水产研究所;2.青岛海洋科技中心;3.上海海洋大学海洋生物资源与管理学院

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中图分类号:

基金项目:

现代农业产业技术体系(CARS-47-22); 崂山实验室“十四五”重大项目(2022QNLM030001-4); 中国科协第九届青年托举工程项目(2023QNRC001);


Hydrodynamic characteristics of a submersible cage in the waves and currents
Author:
Affiliation:

State Key Laboratory of Mariculture Biobreeding and Sustainable Goods,Yellow Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Qingdao

Fund Project:

Marine S&T Fund of Shandong Province for Qingdao Marine Science and Technology Center (No. 2022QNLM030001-4);Young Elite Scientists Sponsorship Program by CAST (Grant No.:2023QNRC001);China Agriculture Research System of MOF and MARA (No.CARS-47-22)

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    网箱养殖正迈向深远海域发展,新型潜降式网箱能够在台风来临前自动实现潜降避浪,既解决了传统重力式网箱在巨浪强流下易破坏的问题,而相较于大型养殖平台又降低了制造成本。本文所研究的新型潜降式网箱由四点锚泊系统、潜降系统等部分组成,其在极端海况下不同状态时的水动力特性尚未深入研究。因此,针对波流联合条件下网箱处于漂浮及潜降状态时的水动力特性开展研究,不仅有助于揭示潜降系统对网箱动力响应的影响机制,更有助于优化网箱结构,为降低成本和减少能源损耗提供科学依据。本研究基于势流理论和有限元参数化建模技术开展数值模拟试验,结果显示:最大锚绳张力随波流参数的增大而增大,工程中应选用高强度材料制作锚碇锚绳,垂荡、纵荡、纵摇同波高均存在显著正相关关系,纵摇在漂浮时与周期呈负相关,潜降时与周期呈正相关,说明波陡对于新型潜降网箱漂浮稳定性有显著影响,应对网箱所处海域的波陡幅值进行实时监测。比较网箱在潜降过程中锚绳的力学特性和运动响应变化,计算出锚绳张力平均减幅达到59%,垂荡、纵荡和纵摇平均减幅分别达到70%、57%和49%;网箱各运动响应峰值均较小,垂荡峰值仅为0.549m,纵荡峰值仅为1.055m,纵摇峰值仅为7.116°,表明网箱具有较好的抗风浪性能。

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  • 收稿日期:2024-07-24
  • 最后修改日期:2025-02-09
  • 录用日期:2025-02-11
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