基于导管架结构的养殖网箱水动力特性研究

发布时间：2021-05-12 13:38

　　当前,随着海上油气平台寿命或采油活动结束,大批导管架结构将因闲置或废弃而失去其原有价值;而随着海上风电不断向离岸深海挺进,导管架基础的应用将越来越广泛,但仍面临施工维护成本高、水面利用率低等问题。与此同时,伴随着海洋资源的不断开发和利用,沿海的水产养殖空间资源被不断压缩,使得养殖密度不断变大,进而导致了病害和污染等一系列问题。鉴于以上问题,将导管架结构和养殖网箱相结合,可以满足不同海洋用途的协同增效发展。基于导管架结构的养殖网箱在海浪和洋流等海洋环境的作用下具有复杂响应,因此开展相关水动力特性研究具有重要意义。本文研究的主体结构为大跨度导管架结构,对该导管架结构及基于该导管架结构的养殖网箱的研究主要包括两方面内容,一是针对二者进行物理模型试验,研究不同波况下结构的水平波浪力变化规律;二是利用有限单元法对二者进行数值模拟,研究波浪相位角、波浪力分量随波浪参数的变化规律,并利用最小二乘法求解水动力系数。本文结构安排如下:首先,设计了导管架和整体网箱的物理模型,并通过波浪试验研究了结构的水平波浪力受波浪周期、波高及入射角的影响。试验结果表明,大跨度导管架结构对波浪周期的变化十分敏感,且随波浪... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 海上养殖网箱的研究现状
        1.2.2 海上导管架结构研究现状
    1.3 本文的主要内容
2 基本理论
    2.1 波浪荷载理论基础
    2.2 水动力系数分析方法
    2.3 小结
3 基于导管架结构的养殖网箱水动力特性试验研究
    3.1 试验模型设计
        3.1.1 导管架结构模型
        3.1.2 基于导管架结构的养殖网箱结构模型
    3.2 试验设备、仪器及布置
        3.2.1 试验设备及仪器
        3.2.2 试验布置
    3.3 试验组次及方法
        3.3.1 试验组次
        3.3.2 试验方法
    3.4 导管架基础模型试验结果处理与讨论
    3.5 基于导管架结构的养殖网箱模型试验结果处理与讨论
    3.6 小结
4 基于导管架结构的养殖网箱水动力特性数模研究
    4.1 数值模型单元介绍
        4.1.1 PIPE59单元特性
        4.1.2 SHELL181单元特性
    4.2 有限元模型建立
        4.2.1 导管架有限元模型
        4.2.2 网衣有限元模型
        4.2.3 整体网箱模型
    4.3 数值分析初步
        4.3.1 波浪理论选取
        4.3.2 相位角搜索
        4.3.3 瞬态动力学分析
    4.4 导管架结构水动力系数计算结果与讨论
        4.4.1 水动力系数计算流程
        4.4.2 导管架结构波浪力组成
        4.4.3 波浪作用下导管架水动力系数
    4.5 基于导管架结构的养殖网箱水动力系数计算结果与讨论
        4.5.1 水动力系数计算流程
        4.5.2 基于导管架结构的养殖网箱波浪力组成
        4.5.3 波浪作用下网衣水动力系数
    4.6 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋结构物小尺度桩柱的水动力系数研究与进展[J]. 刘贵杰,王清扬,田晓洁,谢迎春.  中国海洋大学学报(自然科学版). 2020(01)
[2]海上风电发展趋势与国际标准化现状[J]. 冯书桓,王斌,田维珍.  船舶标准化工程师. 2019(06)
[3]海洋牧场与海上风电融合发展:理念与展望[J]. 杨红生,茹小尚,张立斌,林承刚.  中国科学院院刊. 2019(06)
[4]一种与采油平台结合的新型波浪发电装置[J]. 刘臻,范海文,燕浩然,赵环宇,杨万昌,金吉元.  中国海洋大学学报(自然科学版). 2016(02)
[5]尼龙有结节菱形网片的水动力系数[J]. 陈鹿,周应祺,曹道梅,邹晓荣,李玉伟,黄洪亮,刘健.  上海海洋大学学报. 2015(06)
[6]导管架杆件波浪力试验研究[J]. 李绍武,张琳琳,夏陆军.  水运工程. 2015(06)
[7]浮式鲆鲽类网箱在波流场中动态响应的数值模拟[J]. 崔勇,关长涛,万荣,黄滨,李娇,赵云鹏.  工程力学. 2015(03)
[8]Dynamic Analysis of Hydrodynamic Behavior of A Flatfish Cage System Under Wave Conditions[J]. 崔勇,关长涛,万荣,黄滨,李娇.  China Ocean Engineering. 2014(02)
[9]海上钻井平台结构和功能综述[J]. 胡孝林.  中国石油和化工标准与质量. 2012(01)
[10]小直径单立柱上的波浪荷载研究[J]. 韩非非,张玮,陈恺.  水道港口. 2010(05)

硕士论文
[1]导管架海洋平台集成OWC装置运动响应分析[D]. 王昌.大连理工大学 2019
[2]导管架外加电流阴极保护系统关键技术研究[D]. 付志国.大连理工大学 2018
[3]“田”字形贝类筏式养殖设施的水动力特性研究[D]. 廖鹏.大连理工大学 2017
[4]导管架风机基础加装养殖网箱方案设计及力学性能分析[D]. 江俊杰.江苏科技大学 2017
[5]海上风电机组四桩导管架支撑结构的动力响应分析[D]. 沙鑫.中国海洋大学 2014
[6]海上风机结构动力反应分析[D]. 陈法波.大连理工大学 2010



本文编号：3183512