深水网箱浮架结构的失效及疲劳性能分析

为了分析台风海况环境与系泊载荷导致深水网箱局部崩塌的现象,分析网箱部件长期承受波浪交变载荷作用而导致的疲劳破坏问题,该文自主开发网箱浮架试样的加工方法,并进行浮架管材的性能参数测定,进一步采用等效载荷有限元模拟、全场景有限元模拟与力学试验对比验证,结合有限元结构仿真分析网箱浮架的失效及疲劳情况。结果表明,网箱浮架承受拉伸及弯曲载荷时弹性变形至塑性变形的临界屈服强度为22.12和30.58 MPa;浮架应力集中及疲劳关键节点主要为焊接点、系泊点、管材联接及工字架装配边缘区域,塑性区扩展至表面且断裂伸长率大于340.18%时发生结构断裂;浮架单点系泊及均布载荷40 kN时的低周疲劳寿命为734次应力循环,主要是由于此时的结构应力大于疲劳极限3.38 MPa导致疲劳寿命减小。增大系泊面积和工字架数量、减少焊接接头、降低联接管材的SDR系数可有效提高网箱浮架的可靠性能。研究结果可为长期和极限作业环境下网箱结构的优化设计提供参考。

深水网箱护栏力学性能分析及优化

护栏是深水网箱浮架系统不可或缺的重要构件,对支撑网衣、保持养殖容积、协同网箱浮架抵抗波浪流冲击起到重要作用。该文分别对中国当前应用的圆型深水网箱和六三型深水网箱护栏开展了弹塑性阶段的力学试验和有限元分析。结果表明:1)波流和气流的共同频率达到深水网箱护栏固有频率14.25 Hz时更易产生共振疲劳破坏;2)冲角为0°的集中载荷使护栏变形最大,此时扶手管中心为最易变形区域,立柱下端为最易破坏区域;3)同规格同材料的圆形扶手管抗形变能力显著大于六边形扶手管;4)扶手管的载荷-位移方程服从对数函数分布。护栏结构优化结果显示将管材的圆形截面处理为椭圆,护栏的水平抗弯性能增加6.58%。

掩护海水养殖网箱的浮式防波堤的消浪特性

为保障海水养殖网箱在风浪中的安全及良好的海水交换功能 ,采用浮式防波堤掩护是切实可行的工程措施。该防波堤具有轻便、机动、经济等优点。模型试验结果表明 ,浮式防波堤 (箱式浮堤和筏式浮堤 )对于深水短波具有良好的消波效果 ,当水深与波长比 >0 .5 ,不论何种浮堤方案均能得到较好的消波效果 ;当水深波长比 <0 .2 ,不论何种浮堤方案消波效果均较差 ;相比之下 。

贝类养殖吊笼水动力特性的实验研究

通过模型实验的方法分别探讨了规则波和均匀流作用下贝类养殖吊笼的水动力特性,并分析了贝类养殖密度对吊笼受力的影响。在波浪作用下,基于莫里森方程,通过最小二乘法计算水动力系数C_d和惯性力系数C_m值;在水流作用下,利用简化莫里森公式反推出C_d值;分析了Kc数、雷诺数Re和养殖密度对C_d和C_m的影响。结果显示:吊笼的运动幅度及受力随着波高、周期及流速的增大而增大;随着贝类养殖密度的增大,吊笼受到的水平力逐渐增大,而吊笼的运动幅度逐渐减小;在波浪效应下,随着Kc数、Re的增大,C_d有略微增大趋势,而C_m则先增大后趋于常数;在水流作用下,C_d值随着雷诺数Re的增大无显著变化;在同一工况下,C_d随着贝类养殖密度的增加而增大,而C_m相应减小。研究表明,本实验得出的吊笼水动力系数可作为计算吊笼波浪力和流阻力时的取值参考。

远海钢质养殖平台锚泊模型试验研究

为保证钢质养殖平台在远海恶劣海况下的安全性,对养殖平台锚泊方案进行风、浪、流水池模型试验论证。根据模型试验的相似准则,采用养殖平台与模型几何相似、水池流体动力相似、非定常流动相似、模型缆绳与实体满足弹性相似的条件。通过试验,测出在不同大小和方向的风、浪、流作用下每根缆绳的受力值,以及养殖平台模型的运动状态、位移和方向。结果显示:在横风、横浪和横流(均为90°)工况下,缆绳受力最大,最大值为114.96 k N,垂荡和橫摇运动量最大,垂荡最大值7.99 m,橫摇最大值12.25°;在斜风、斜浪和斜流(均为45°)工况下,纵摇运动量最大,最大值为8.4 m;波浪越高,缆绳受力也越大,养殖平台运动量也变大。研究表明:与船级社指南对比,在各个工况下,该养殖平台锚泊方案符合船级社系泊指南要求。

我国抗风浪网箱现状及发展对策

近年来 ,我国海水网箱养鱼发展迅速 ,网箱数量成倍增长。通过几年的调查研究 ,对目前我国抗风浪网箱养鱼的现状做了分析 ,指出了存在的一些主要问题 ,并提出了今后我国抗风浪网箱的发展方向和应采取的措施 。

浮式消波堤的性能与应用前景

浮式消波堤技术已在国外水产增养殖中广泛应用,具有广阔的应用前景。本文作者围绕浮式消波堤的性能、优点及其应用前景作扼要的概述。

建设浮筏式消波堤减灾体系 拓展海水养殖发展空间

海水养殖是我国渔业持续增产增收重要途径,推向近海开放型海域养殖,是当前海水养殖业可持续发展的重要空间资源支撑。2003年以来,我所研制HDPE浮筏式消波堤并扩大建设浮筏式消波堤减灾体系,取得良好进展。HDPE浮筏式消波堤能有效削减波浪强度,最大削减波效率高达42。86%,且所防护的养殖设施,有效地抵抗多次台风袭击。本文介绍了HDPE浮筏式消波堤结构、消波原理以及对养殖设施防护实效。HDPE浮筏式消波堤的消波性能优良,对养殖区养殖设施的防护效果显著,可以做为近海开放型海域的养殖设施提供有效的安全防护保障体系。

文蛤北方种群生化遗传结构与变异的研究

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,对文蛤5个北方种群进行了生化遗传分析。结果表明:文蛤5个天然种群的多态座位比例为0.475±0.064;平均杂合度为0.212±0.026,总体上遗传多样性较好,遗传变异水平较高。在各多态座位中有78.95%的座位符合Hardy-W e inberg平衡,有65.79%的座位d值为正,34.21%的座位为近交座位,存在近交,但近交程度不高。通过聚类分析可以初步判定,这5个群体同属于一个种,种群间由于地理隔离已形成了不同的地理种群。

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

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。

深水网箱养殖海区组合浮式防浪堤的设计与制作

浙江省洞头县深水网箱养殖海域一般紧靠外海，属于强流区，经常有台风、热带风暴侵袭，浪高流急，尤其在台风期间风浪较大，历史上最高风力达12级以上，浪高达6m，每年7月-9月是洞头县强台风及热带风暴多发季节，这些气象因素对深水网箱养殖极为不利。通过建设防浪工程，可以减少风浪和海流对养殖区域的影响，减缓潮流的冲击，改善养殖自然条件，提高养殖环境的安全性和抵御台风的能力，增加网箱养殖数量，达到稳产、增量的目的，提高经济效益和社会效益，有利于网箱养殖业向规模化、集约化、高效益方向发展。近年来，为进一步完善深水网箱养殖配套设施建设，我们在洞头县竹屿、大衢、大小门、三盘、鹿西等5个海区先后设计和试验建造了12条共计长度为3425m的组合浮式防浪堤，对促进洞头县的深水网箱养殖产业持续、健康发展起到了很好的作用。