方舟，徐红昌，戴锦阳

(1.嘉兴南洋职业技术学院，浙江 嘉兴 314031；2.嘉兴市港航管理服务中心，浙江 嘉兴 314031)

自上世纪70年代开始，养殖工船总体构想[1]及大型养殖工船的系统[2]、总体设计[3]陆续展开，其中，液舱晃荡是海洋工程领域中备受关注的热点问题[4-6]。相关研究关注了液舱晃荡对舱体结构的冲击及疲劳影响[7-9]，较少有关于舱内水体流场特性的研究报道。养殖工船在风浪中的摇摆运动使得养殖舱内的水体发生剧烈运动，养殖舱内物理环境指标通常主要考虑水体流速及光照情况，而适养流速一般与鱼体长度有关，如体长在20 cm以上的大黄鱼，养殖舱内水体流速在0.6 m/s以下时对其影响较小。舱内适渔性问题，有学者研究了液舱晃荡对养殖工船适渔性的影响[10-11]。而目前的研究大部分是通过在养殖内进行进水出水状态下的流动特性研究[12-14]，而较少考虑养殖舱在船体运动激励下的动态流场特性分析。为此，考虑基于CFD技术，对某10万t级养殖工船横摇运动下的养殖水舱液舱晃荡现象分析不同横摇频率下的舱内流场特性。

1 理论基础

计算养殖工船液舱内流体为不可压缩连续流体，控制方程为连续性方程，采用k-ε方程湍流模型。液舱模拟为两相流模拟，忽略各相之间的热传递[15]，自由液面捕捉采用VOF方法。

1.1 控制方程

液舱液体为不可压缩流体，连续性方程为

(1)

其动量守恒方程为

(2)

式中：p为流体微元的压力，Fx、Fy、Fz为微元体上的质量力。

1.2 湍流模型

标准k-ε方程模型满足湍流黏性……