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原文传递深海养殖工船网箱流场特性研究

论文题名：	深海养殖工船网箱流场特性研究
关键词：	深海养殖工船;深水网箱;流场特性;减流效应
摘要：	20世纪尤其是21世纪以来，随着人口的不断膨胀，全球对蛋白质的需求剧增，但是陆地生物资源和近海水产资源等日渐枯竭。加上人类生产和生活的影响，近海地区的生态环境遭到严重破坏。于是，各国的目光都转向了深海，深海水体交换度大，对残余饵料和鱼类粪便的扩散和同化能力强，深水网箱由是而生。市场的需求加上互联网技术的发展，深水养殖向着大型化、智能化、集约化发展，即深海养殖工船。因为其具备自由航行至适宜水温海域以达到无季节差生产、可阻止有害生物入侵、可有效避开台风、赤潮等自然灾害的优势，经济潜力巨大。水产品的生长和养殖空间水体的流动密切相关，所以研究网箱尤其是养殖工船网箱系统下的减流效应和流场分布，对深海养殖的规划和生产实践有着积极的指导作用。　　本文采用有限体积法，基于STAR-CCM+平台计算所设计的深海养殖工船在纯流作用下的流场特性。以期根据数值计算结果，避开费时费物的物模试验和现场观测，从而推动养殖工船工程领域的设计和生产。　　论文共分为六部分：　　第一部分是是绪论，简要介绍了本文的研究背景及意义，列举了常见网箱的基本结构形式，概述了相关的研究现况，并提出了论文的研究内容和方法。　　第二部分是基本理论和软件的介绍。首先介绍了计算流体力学理论，然后概述了有限体积方法，最后简要介绍了STAR-CCM+。　　第三部分是数值模拟的有效性验证。通过模拟计算结果和已有试验数据的对比，验证网箱数值模型的合理性和有效性，为之后的模拟计算打下基础。　　第四部分是网箱流场特性的分析研究。分析了纯流情况下网箱结构形式、网目形状、目脚尺寸对单体网箱流速衰减和流场分布的影响；同时分析了纯流情况下网箱排列方式、网箱间距对群组网箱内外流场的分布与衰减的影响。　　第五部分是养殖工船网箱设计初步。根据母型，设计一款深海养殖工船，对其进行稳性和阻力计算，并分析了其在不同流速下的流场分布。　　第六部分是结论与展望。总结了论文工作取得的成果，同时对以后的养殖工船流场特性研究方向做出展望。
作者：	王胜通
专业：	船舶与海洋工程
导师：	孙江龙;张安平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华中科技大学
学位年度：	2021