圆形深海养殖网箱的力学建模及仿真

论文摘要

目前我国海水网箱养殖业发展迅速,日渐成为渔业发展中的一个重要产业,提高深海网箱抗风浪能力是保证网箱养殖发展的重要环节。本文在概述我国深海抗风浪网箱养殖现状的基础上,对圆形深海网箱进行了波浪力的水动力学分析,并给出了网箱的运动模拟。运用牛顿定律和动量矩定理列出力学方程,导出其运动方程,并给出数值计算。讨论了波高、波长及周期变化下水动力的变化趋势,网箱所受水平波浪力远大于所受竖直波浪力,波高的变化对波浪力的影响最大;讨论了网箱的下潜水深于波高、波长和周期的关系,下潜水深较小时网箱的波浪力变化较快,下潜至一定深度时波浪力变化趋于平缓。网箱规格不同,最佳下潜水深也不相同。应取下潜水深——波力曲线上趋于平缓的受力点最为设计时的参考值。在研究网箱的运动仿真时,采用Matlab Simulink软件,编制仿真程序。可得网箱在初始时,变化较大,但随着时间的推进,网箱最终会处于一个比较稳定的位置,做周期性摇摆。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 深海养殖网箱的发展现状
• 1.3.1 深海网箱的主要结构及研究现状
• 1.3.2 我国深海网箱发展的基本状况
• 1.3.3 国外深海网箱的发展特点
• 1.4 本文的研究内容及创新点
• 2 力学分析数学模型
• 2.1 概述
• 2.2 建立运动坐标
• 2.3 力学关系
• 2.4 本章小结
• 3 圆形深海网箱的波浪力表达
• 3.1 波浪力表达式
• 3.1.1 波浪理论
• 3.1.2 浮箱的波浪力分析
• 3.1.3 网衣的波浪力分析
• 3.2 网箱动量矩表达式
• 3.3 本章小结
• 4 圆形深海网箱力学模型及数值计算
• 4.1 力学模型的数值计算
• 4.2 算例
• 4.2.1 网箱波浪力分析
• 4.2.2 网箱下潜水深分析
• 4.3 本章小结
• 5 动态仿真
• 5.1 SIMULINK 动态仿真简介
• 5.1.1 SIMULINK 模型的基本组件
• 5.1.2 模型仿真过程分析
• 5.2 网箱仿真模型的构建
• 5.3 仿真结果及其分析
• 5.4 本章小结
• 6 研究总结与展望
• 6.1 全文研究工作总结
• 6.2 有待进一步研究的内容
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文