十字翼型系列人工鱼礁流场效应的数值模拟研究

发布时间：2023-08-29 22:15

　　由于人类过度捕捞、沿海海域环境污染加剧,我国近海渔业资源衰退严重,海洋牧场建设得到重视。海洋牧场是一种新型的符合我国渔业产业需求的可持续的海洋渔业增殖方式,对渔业资源的增殖和保护发挥了重要的作用。人工鱼礁做为海洋牧场建设的基础构造物,对其水动力特性的研究极其重要。人工鱼礁水动力学特性主要研究其流场效应和稳定性。人工鱼礁的流场效应是实现其增殖和聚集原理的基础,人工鱼礁投放到海底后,形成上升流和背涡流,促进了上下水层中的营养物质循环。人工鱼礁单体的结构形状对其流场效应有很大影响,研究不同结构的鱼礁流场效应,对人工鱼礁的礁型优化设计和配置由重要意义。本文使用Fluent、湍流计算采用大涡模拟(large eddy simulation,LES),分别对双层十字翼型人工鱼礁四种子礁和双层十字翼型人工鱼礁衍生的八棱柱型人工鱼礁三种子礁在不同的迎流角度情况下的流场效应进行了数值模拟,通过对其流场数据的分析,采用比混凝土体积法,得到上升流和背涡流相对体积、上升流和背涡流平均流速等特性参数,得到两种礁型的最优礁体构造,并对这两种礁型进行对比分析,研究最优的礁型设计。结果表明:(1)顶板结构对十字翼型人...

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究方法和现状
        1.2.1 研究方法
        1.2.2 研究现状
    1.3 本文研究目的和内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究内容
第二章 数值研究方法和数据处理
    2.1 数值模拟方法
        2.1.1 控制方程和湍流模型
        2.1.2 计算域与边界条件
        2.1.3 网格划分
    2.2 评价指标和数据计算方法
        2.2.1 流场效应评价指标
        2.2.2 数据计算方法
第三章 双层十字翼型鱼礁流场效应的数值模拟研究
    3.1 引言
    3.2 礁体模型
    3.3 结果与分析
        3.3.1 流态分析
        3.3.2 上升流特性分析
        3.3.3 背涡流情况分析
        3.3.4 向上水体输运通量分析
        3.3.5 迎流角度的影响
    3.4 讨论
        3.4.1 顶板结构对双层十字翼型鱼礁流场效应的影响
        3.4.2 侧板结构对双层十字翼型鱼礁流场效应的影响
        3.4.3 双层十字翼型鱼礁四种子礁向上水体输运通量分析
        3.4.4 迎流角度对双层十字翼型鱼礁流场效应的影响
    3.5 本章小结
第四章 十字翼型衍生系列鱼礁流场效应的数值模拟研究
    4.1 引言
    4.2 礁体模型
    4.3 结果与分析
        4.3.1 双层八棱柱型鱼礁四种子礁的流态分析
        4.3.2 双层八棱柱型鱼礁四种子礁的上升流特性分析
        4.3.3 双层八棱柱型鱼礁四种子礁的背涡流情况分析
        4.3.4 向上水体输运通量分析
        4.3.5 双层八棱柱型鱼礁与其他礁型的流态对比分析
    4.4 讨论
        4.4.1 顶板结构对双层八棱柱型礁体流场效应的影响
        4.4.2 侧板结构对双层八棱柱型礁体流场效应的影响
        4.4.3 十字翼型系列鱼礁对比
        4.4.5 AD 型、CD 型和 BD 型鱼礁对比
    4.5 本章小结
第五章 结论
    5.1 结论
    5.2 本文不足之处及研究展望
参考文献
致谢



本文编号：3844387