国家自然科学基金(51239002)
- 作品数：16 被引量：63H指数：5
- 相关作者：赵云鹏董国海白晓东张清靖毕春伟更多>>
- 相关机构：大连理工大学浙江海洋大学北京市水产科学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金公益性行业科研专项更多>>
- 相关领域：农业科学水利工程天文地球理学更多>>
- 网衣波浪水动力特性的数值模拟初步研究被引量：4
- 2013年
- 为研究网衣与波浪相互作用机理,以粘性不可压缩Navier-Stokes方程为控制方程,通过VOF方法追踪波面,采用推板造波的方式建立了数值波浪水槽。数值模拟过程中利用多孔介质模型模拟网衣,根据网衣受力的经验公式利用最小二乘法拟合得到相应的多孔介质模型参数。利用该数学模型研究了平面网衣对波浪形态影响及网衣受力情况,并与物理模型试验结果相比较。结果表明,计算获得的网衣受力和波浪透射系数与试验结果相一致,证明了该数值模型研究网衣波浪水动力特性的适用性。
- 赵云鹏刘延星毕春伟
- 关键词：波浪场多孔介质模型网衣
- 杆件结构物水动力系数与波浪要素关系研究被引量：4
- 2017年
- 采用水槽试验研究了水平杆件结构物水动力系数与波浪要素的基本关系.设计了垂直杠杆结构,用于提取波浪条件下杆件的水平受力过程线,有效地避免了波浪垂直运动对杆件水平力的影响.通过联立Morison方程,得到波浪作用过程中拖曳力系数Cd、惯性力系数Cm随时间的变化过程线,并首次采用傅里叶分析方法提取Cm变化的频域分布,利用三角函数进行拟合,分析拟合系数与波浪要素之间的关系.研究表明:在本试验波浪条件下,Cd呈现U形变化,但计算时仍可取为常数,不会产生大的误差;Cm由对应波浪的一倍和二倍频率的周期函数叠加而成,一倍频系数与波浪周期参数KT相关性较好,二倍频系数则与波高参数KH相关性较好,拟合所得的初始相角较为离散,取均值处理.为便于实际应用,给出了水动力系数与波浪要素关系的拟合公式,其与试验结果吻合较好.
- 桂福坤姚晓杰孟昂赵云鹏董国海
- 关键词：水动力系数波浪要素波浪力
- 筏式吊耳养殖系统水力特性及布局影响被引量：3
- 2017年
- 深水延绳式筏式吊耳养殖系统属于典型的柔性多自由度海上结构物,通过数值模拟和模型实验相结合的方法,探讨了系统负重、浮球形式和布置角度对筏式系统水力特性的影响。结果显示,系统负重和布置角度均对筏式吊耳养殖系统的受力和运动特性有显著的影响,绠绳位移与负重呈负相关关系,绠绳位移随着负重的增大而减小;增大负重将明显增大绠绳、后锚绳、浮球系绳和吊绳的受力,而前锚绳受力随负重增大而减小,但幅度较小。浮球形式对筏式吊耳养殖系统的运动和受力影响很小,可以忽略;锚绳受力和绠绳位移与布置角度在0°~60°内呈正相关关系,都随着布置角度的增大而增大,在60°~90°内锚绳受力和绠绳位移与布置角度呈负相关关系,随着布置角度增大而减小。绠绳、浮球系绳、吊绳受力受布置角度影响较小。以上研究结果可为深水延绳式筏式吊耳养殖系统结构设计和安全性能评估提供参考。
- 桂福坤孟昂陈天华张清靖
- 关键词：筏式养殖水动力特性
- 波流逆向和同向作用下重力式网箱水动力特性研究被引量：12
- 2014年
- 深水重力式网箱在风浪和海流作用下的动力响应研究,是外海养殖网箱设计与制作的基础。为研究波流逆向作用于深水重力式网箱时的运动响应和锚绳力与波流同向时的差异,基于波浪作用通量守恒和Stokes3阶波理论数值模拟波浪在水流中的变形和综合波流场;采用质量集中法和刚体运动学原理,建立重力式网箱数学模型;考虑不同设计流速和波浪组合,利用数学模型得到在波流逆向和波流同向作用下重力式网箱的锚绳力,浮架运动和网箱剩余体积的结果。结果显示:波流同向时的锚绳张力比波流逆向时大;波流逆向时重力式网箱体积剩余系数最小值比波流同向时的大。因此,波流同向对重力式网箱的破坏比波流逆向严重。
- 董国海孟范兵赵云鹏曾启东白晓东
- 关键词：波浪变形重力式网箱数值模拟水动力特性
- 波浪作用下可升降式筏式养殖设施水动力特性数值模拟研究被引量：2
- 2015年
- 在极端海况下,可升降式筏式养殖设施能够通过下潜来躲避风浪,降低波浪力作用,减免损失。为研究波浪作用下可升降式筏式养殖设施的水动力特性,采用集中质量法建立了筏式养殖设施漂浮及下潜时的数学模型,采用龙格库塔法对其进行求解,并将数值模拟结果与物理模型试验结果进行比较,二者吻合程度较好且变化趋势相同,表明数值模拟的方法能够较好地模拟可升降式筏式养殖设施的水动力特性。在此基础上,用数值模拟法进一步研究波高和周期变化对浮筏运动特性的影响,以及下潜对浮筏运动和锚绳力的影响。模拟结果显示,不同波高和周期变化对浮筏运动特性产生不同程度的影响,同时浮筏下潜后的运动幅度和锚绳力幅值明显减小。
- 刘庄赵云鹏王欣欣董国海
- 关键词：筏式养殖水动力特性波浪数值模拟
- 波浪高度及方向对桩柱式围网养殖系统网片水力特性的影响被引量：12
- 2017年
- 浅海围网养殖是一种生态型养殖模式,桩柱式围网是其中最为典型的模式之一,主体由排桩和网片组成。围网网衣系统安全是决定围网工程安全的关键所在。针对桩柱式围网,采用数值模拟方法对其主要构成部件单元网片在波浪条件下的变形和受力等水力特性进行了研究,重点分析了波高(1、2、3、4、5 m)和波向(10°、30°、50°、70°、90°)条件下围网网片的网线张力分布、结节偏移和桩柱系缚点受力特性及影响关系。结果表明,桩柱式围网单元网片的网线最大张力部位主要出现在网片上端两侧位置,应用时建议强化顶部纲绳的设计考虑;波向为30°~70°时,网线最大张力有一段较小的增加量,而结节最大偏移随波向的增大而增大;网片与桩柱系缚点的最大受力呈现两端大中间小的现象,建议强化顶部和底部系缚点。以上研究结果可为桩柱式围网工程设计与安装提供参考。
- 陈天华孟昂桂福坤
- 关键词：计算机仿真围网养殖水力特性
- 固定方式对桩柱式围网网片波浪力学特性影响研究被引量：12
- 2017年
- 浅海围网养殖是新兴的一种生态型养殖模式,其中比较典型的桩柱式围网,主体由排桩和网片组成.围网网衣系统安全是决定围网养殖工程安全的关键所在,因此针对桩柱式围网中的单元网片,采用数值方法对其在波浪作用下的力学特性进行了研究,着重分析了不同网片尺度和固定方式下单元网片的网线张力分布、结节偏移和桩柱系缚点受力特性.结果表明,波浪条件下桩柱式围网单元网片的网线最大张力主要出现在网片上端两侧位置,网线最大张力与网片尺寸成正比;单元网片结节最大偏移主要出现在网片的中上位置,同样结节最大偏移与网片尺寸成正比.两者均随系缚点数量的增加先减小后在系缚点多于4个时趋于稳定;网片与桩柱的系缚点最大受力出现在上端点,其次是下端点,且数值上均远远大于桩柱中间的系缚点,并随网片尺寸的增大而增大,随系缚点数量的增加而不断减小.
- 桂福坤陈天华赵云鹏董国海
- 关键词：数值模拟波浪
- 双层网底鲆鲽网箱耐流特性的数值模拟被引量：1
- 2016年
- 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。
- 崔勇关长涛李娇公丕海
- 关键词：有限元
- 波浪作用下网箱浮架结构弹性响应数值模拟
- 抗风浪网箱在深海养殖中扮演着越来越重要的角色.本文以深水抗风浪网箱的浮架为研究对象,重点分析浮架系统的水弹性响应.利用欧拉刚体运动原理和曲线梁理论分别建立浮架圆环的运动方程和变形控制方程,对运动和变形方程进行数值结算.结...
- 白晓东董国海赵云鹏王笛清
- 关键词：深海养殖抗风浪网箱波浪作用数值模拟
- 波流共同作用下圆形网箱浮架结构应力-变形有限元模拟被引量：1
- 2014年
- 作为海水养殖网箱的重要组成部分,浮架系统在网箱抗风浪性能中起重要作用,对其载荷强度和变形特性的研究是决定安全使用的关键。文中基于ANSYS强大的结构建模技术,选用SHELL93单元和网格式四个点锚泊系统,建立简化的圆形网箱浮架结构双浮管有限元FE模型。考虑结构材料弹性模量E,由此得到了浮架双浮管的结构在波流共同作用下的应力分布情况和变形特性。研究成果的取得,旨在探究复杂海况下浮架的承载能力,为浮架结构的设计和安全性评估提供依据。
- 王笛清董国海赵云鹏白晓东
- 关键词：应力分布有限元模拟
