重力式深水网箱的抗台设计与水动力性能分析
2021-03-02郭帅郭建廷卞向前
船海工程 2021年1期
郭帅,郭建廷,卞向前
(江苏科技大学 船舶与海洋工程学院,江苏 镇江 212003)
重力式深水网箱的结构形式简易、成本低廉、养殖容积大,操作使用方便,应用广泛,但因其较传统养殖网箱所在区域水更深,离岸更远,故容易受到台风灾害的破坏。在台风作用下,重力式网箱常见破坏形式主要为浮架的损坏、网衣变形导致的容积严重损失及系泊缆的破断或走锚[1]。针对深水重力式网箱抗台风能力的研究,在规则与不规则波浪中进行网箱试验和数值模拟,开发网箱生存条件的数值计算工具[2]。针对南海台风下的恶劣海况,在重力式网箱的浮架上外接三角形框架,提出六三型单点系泊的网箱[3];针对网箱升降过程中易发生倾斜和变形的问题,利用圆周螺旋型浮管设计网箱升降系统,通过注水充气实现网箱下沉与上浮,使升降过程中浮管沿圆周方向受力均匀对称[4]。关于网箱的水动力性能有基于有限元方法,结合网箱试验与数值计算,提出网箱系统动力响应分析方法[5];采用集中质量法和刚体运动学原理,研究波流逆向和同向作用下重力式网箱的水动力响应[6];采用数值模拟方法探究了3种系泊系统下锚绳张力变化规律,并设计制作1种传感器,完成了在台风天气下实地测量网箱锚绳张力的试验[7]。目前针对提升重力式网箱抗台能力的新型系泊设计研究有限,为此,考虑以一典型重力式深水网箱为研究对象,结合传统网格式系泊,提出在底部附加系泊缆的新型抗台设计方案,基于势流理论和非线性有限元方法,建立网箱数值模型,并对比分析在不同台风工况下传统网格式和新型抗台式系泊的网箱系泊缆张力、浮架运动和网箱变形。……
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