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中国海洋大学学报(自然科学版)2025年第08期:波流作用下网衣张力及变形数值模拟研究

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作者:卢学凯;冯亮;董双林;高勤峰;胡性涛;梅华东;

单位:中国海洋大学工程学院;中国海洋大学水产学院;海洋石油工程股份有限公司;

摘要:为解决网衣变形及网衣张力在数值模拟中计算量过大的问题,本文基于集中质量法,提出了一种针对网目群化方法的改进策略。改进后的方法在确保网衣体积和质量不变的前提下,通过调整水动力系数与轴向刚度,实现了改进后网衣变形与群化前网衣变形的相似性。同时,本文还基于势流理论,建立了深远海养殖平台“深蓝一号”的数值模型,深入分析了不同流速、波陡和密实度下网衣的张力与变形规律。结果显示:网衣张力和变形随着流速和密实度的增大而增大,但系缚点张力均匀度则随着流速和密实度的增加而减小;在规则波作用下,网衣张力最大值出现在网衣顶部系缚点中部区域,而变形最大值出现在网衣中上部区域,顶部系傅点破断与底部系缚点破断对于网衣的影响最大。实验证明,本文提出的网目群化改进方法准确有效,对于提高网箱水动力学模拟效率和计算精度都具有重要的参考价值。研究结果可为深远海养殖提供有力的理论支撑。

关键词:海洋平台;;柔性网衣;;网目群化;;张力;;变形

基金资助:国家重点研究发展计划项目(2019YFD0901003);; 山东省自然科学基金项目(ZR2020ME266)资助~~