深水抗风浪网箱水动力学特性研究

拉式 、 固定 板框式 等 多 种 型式 的网箱 在 波浪 和水 流 作用 下 的特性进 行 比较 ； 重力式 网箱 和碟 对
收 藕 日期 ：０ １ ２２ 修 回 日期 ：０ １ ３２ ２ １ － －３ ０ ２ １ － －８ ０
基金项目： 国家 自然科学基金（ ０ｏ ０４ ； ５ ８９ １ ） 国家海洋“ ６ ” ８３ 计划资助项 目（０ ６ Ａ１００ ） 高等学校博士学科点 专项科 研基金资助课题 ２０Ａ ０３１ ；
（０ ８ １ １０４ ２０ ０ ４ １９ ） 作 者 简 介 ： 云 鹏 （９ Ｏ ） 男 ， 师 ， 士 ， 要从 事 海 洋 牧场 结 构 物 水 动力 学 研 究 。Ｅ ｍ ｉ ｐ ｈｏ ｄｕ． ｄ ．１ 赵 １８ 一 ， 讲 博 主 — ａｌ ｚａ＠第 ３ 渔 ２１ ８卷 第 ２期
的参考。 关键词： 抗风浪网箱； 离岸养殖 ； 水动力 学； 数值模拟 ； 物理模型试验 中图分类号 ：９ ３４ ￥５ ． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０７９ ８ （０ １０ －００ １０ －５０ ２ １ ）２１－７
由于近海海 洋 环境 破 坏 严重 ， 殖 区环 境 污 养 染和病 害问题 日趋突 出 ， 导致养殖 鱼类 品质下降 ， 死亡率不 断增高 。为此 ， 网箱养 殖业从 内湾 、 将 近
及 网 衣模 拟 、 架 模 拟 、 体 网 箱模 拟 、 衣周 围流 场模 拟 等 进 行 了介 绍 ， 对 深 水 抗风 浪 网箱 研 究 方 面取 得 浮 整 网 并 的创 新 成 果进 行 了总结 ， 以期 为 我 国深水 抗 风 浪 网箱 水 动 力 学基 础 研 究 的发 展 提 供 工 程 理 论 和 技 术 方 法上
形 网箱 在波浪 和水 流作用 下 的锚绳 受力 特性 及运
幅变 化 ， 试验 条件尽 量处 于 自动模 拟 区 ， 使 以保证
动 特性 的研究 ［ ］ 碟形 网箱 、 碟形 网箱 和 四点 ８ ； － ９ 拟
锚碇 重 力 式 网箱 的 水 动 力 特 性 的 研 究 ¨ “ 。数 值模 拟研 究包 括 ： 用 等效 网单 元 模 型 对 网衣 系 采 统进 行 等效合 并 ， 后 通过 有 限元 方 法求 解 网衣 然 运 动方程 ， 并将 研 究 成果 成 功 应 用 于 张 力腿 网箱
海向外海 或深海发 展 已成 为一种必然 选择 。然而
１ 国 内外 研发 状 况
国外深 水 网箱 已有 ２ ３ 的研发历史 ， ０— ０年 其
中挪威 、 国 、 美 日本 、 罗斯 等 ４国基 本上 代表 了 俄 世界 网箱工程 的发展 水平 。国外新 型 网箱都 须经
外海 水域 的海况 复 杂 ， 水 区浪 高 、 急 ， 深 流 网箱 系 统必须 有抵 抗大 浪 、 流 的能力 。这 也使 深 海 网 强
箱抗风 浪和耐 流技术 的解决成 为制约深 水 网箱养
过 模型试 验 、 数值 模拟 和现场验 证才 能得 以推 广 。
我 国深水 网箱研究 从 “ 十五” 间开始 ， 期 经过 近 １ Ｏ 年 的发展 ， 在抗 风浪 和抗 流 性 能研 究 方 面取 得 了 长足进 步 ， 网箱 结 构水 动力 模 型 试验 技 术 和数 在
题 。 深水 抗 风 浪 网 箱 系统 水 动 力 特性 研 究相 当关键 。 文 中对 深 水 抗 风浪 网箱 水 动 力特 性研 究 中物 理 模 型 试 验和 数 值 模 拟 方 法 ， 包括 网 衣模 型相 似 准 则 、 箱 整体 模 型 试验 、 动 特 性 分析 技 术 、 网 运 网箱 整 体 模 型 试 验 ， 以
法上 的参 考 。
并且提出了很多解决 网箱物理模型试验和数值模 拟 问题 的可 行性 方 法 ， 具有 很 大 的借 鉴 价 值 。物 理模型试 验研究 包 括 ： 用频 域 分 析技 术 对各 种 采
网箱 系统 的受力 和运 动响应 进行分 析 ； 对一种
特定型式 的 圆筒 形 网箱 的研究 ； 讨 外海 养殖 探 系统的设 计和操 作 ， 并对 重力式 、 碟形 、 拟碟形 、 锚
殖的主要 技术瓶 颈 ， 深水 网箱 系统 的水 动 力特 而
性研究是 解 决 这 一 技 术 瓶 颈所 必 需 的基 础 性 研
究 。从海 洋工程 的科 学 技术 发 展来 看 ， 水 网箱 深
是 特种海洋 工程 结构 物 ， 完全 不 同 于通 常用 于 它 港 口、 海上油 田等 的海 工结构物 。这种 大变形 、 柔 性、 碇， 锚 浮式结 构水 动力学特 性的研究 是海洋工 程 中一 个亟待 深入研究 的新领域 。深水 网箱系统
值模拟 技术 方面都取 得 了较 大 的突破 。但 在理论 研 究 的系统性 和数 值 模拟 技 术 等 方 面 ， 国外 网 与
箱 知名研 究机构 如美 国新 罕 布什 尔大 学 （ Ｎ 、 Ｕ Ｈ） 挪 威科 技 大 学 （ Ｔ Ｕ） 相 比， 有 很 大 差 距 。 ＮＮ 等 仍
目前 国内外很 多学 者致 力 于 网箱 水 动力 学 研究 ，
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《 渔业 现代化 ）０ １ ） １ 年第 ３ ２ ８卷第 ２期
深 水 抗 风 浪 网箱 水 动 力 学 特 性 研 究
赵 云 鹏 ，李 玉成 ，董 国海
（ 连 理 工 大学 ， 岸 和近 海 工 程 国 家 重点 实 验 室 ， 宁 大 连 １６２ ） 大 海 辽 ０４ １
摘要： 深水 网箱抗风浪能力和耐流特性是 深水网箱养 殖首要 解决 的主要 问题 ， 也是 网箱设计 的核心技 术 问
主要 由锚碇 系统 、 网衣 系统 、 配重 系 统 、 浮架 系统 所组 成 。本 文对抗 风浪 网箱 水动力 特性研究 中物 理模 型试验 和数值模 拟方法进 行 了系统 的介绍 和 总结 ， 对课题 组多 年来 在 深水 抗 风 浪 网箱研 究 方
面取得 的创新 成果 进行 了总 结 ， 以期 为解 决 制 约 网箱发 展 的主 要技术瓶 颈提供 工程理论 和技术 方