基于SPH方法的平面網(wǎng)衣與水流相互作用數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來，由于人口增加，對水產(chǎn)品需求增大，使得近海水產(chǎn)資源日趨枯竭。再加上過度捕撈以及不合理的開發(fā)等因素影響，近海海洋生態(tài)環(huán)境逐漸惡化，養(yǎng)殖區(qū)環(huán)境污染和病害問題日趨突出，導(dǎo)致養(yǎng)殖魚類品質(zhì)下降，死亡率不斷提高。為此，將網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)從內(nèi)灣、近海轉(zhuǎn)向外?；蛏詈＃瑢で髢?yōu)越的養(yǎng)殖環(huán)境和高質(zhì)量的養(yǎng)殖產(chǎn)品已成為網(wǎng)箱養(yǎng)殖發(fā)展的必然趨勢。深水養(yǎng)殖網(wǎng)箱由此應(yīng)運而生，作為深水養(yǎng)殖網(wǎng)箱的重要組成部分，網(wǎng)衣是整個網(wǎng)箱系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的部件之一，不僅可以為養(yǎng)殖魚類提供生

2、長空間，還可以防止魚類逃逸和敵害侵襲。網(wǎng)衣柔軟的特點使得網(wǎng)衣在外荷載作用下極易發(fā)生運動變形，在流速較大時會加大網(wǎng)箱的容積損失，從而影響到養(yǎng)殖魚類的正常生長。因此，研究網(wǎng)衣在水流作用下的運動變形和整體受力，對于深入了解網(wǎng)箱的耐流特征以及為網(wǎng)箱設(shè)置區(qū)域的選擇、材料的選擇作為參考具有重要的現(xiàn)實意義。在深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖過程中，箱內(nèi)水體的流動與魚類生長密切相關(guān)，箱內(nèi)水體的流速大小決定了網(wǎng)箱內(nèi)部水體的交換速度，對箱內(nèi)水質(zhì)環(huán)境影響顯著，因此網(wǎng)衣的減流作用

3、研究備受關(guān)注。
　　本文應(yīng)用SPH方法和集中質(zhì)量方法的基本原理，采用Fortran語言自編程序，利用數(shù)值模擬的方法對網(wǎng)衣與不同流速水流相互作用的水動力特征進行系統(tǒng)研究，以期得到計算機模擬結(jié)果與試驗值比較。結(jié)果表明：在三維水槽中水流與網(wǎng)衣相互作用的數(shù)值模擬中，其中網(wǎng)衣周圍流場測點流速值與試驗值誤差在10％左右，網(wǎng)衣整體受力數(shù)值模擬值與實驗值誤差不到3%。網(wǎng)衣的變形形態(tài)雖然沒有試驗結(jié)果對照，但是同樣編寫入本文中。
　　研究論文共

4、有五部分組成：第一部分為緒論，主要介紹論文研究背景、國內(nèi)外關(guān)于水流作用下網(wǎng)衣水動力特征研究進展。第二部分對SPH方法的基本思想、基本理論進行介紹。第三部分對兩平行板內(nèi)二維均勻流（Poiseuille流）進行數(shù)值模擬，通過與級數(shù)解比較，得出采用SPH方法對二維均勻流進行數(shù)值模擬的可行性、精確性等特點。第四部分對水槽中三維均勻流采用兩種 SPH數(shù)值模擬方法，結(jié)果比較得知施加空間體力的SPH方法更加符合實際水槽造流過程。第五部分為基于SPH方