网箱养殖设施非线性动力响应及其破坏机理

The development of net cage aquaculture in the offshore area has become a long-term strategy for the food supply and safety, and inevitable choice for the expansion of the space for food production. Currently, the basic researches on the hydrodynamic characteristics of net cage structure in offshore area are still weak in our country, which greatly restricted the development of aquaculture industry in our country. Based on theoretical analysis, numerical simulation and physical model test, the nonlinear dynamic response and failure mechanism of net cage structure in waves and current are investigated in our project. This project is focused on the nonlinear dynamic response and failure mechanism of net cage structure, including the researches on ‘the hydrodynamic characteristic of net cage group’, ‘the hydrodynamic characteristic of net cage in random waves’ and ‘the cumulative damage mechanism and failure criteria of net cage structure’. Through this project research, the numerical model for analyzing the nonlinear dynamic response of net cage structure in waves and current can be built, the damage and failure process of net cage structure under disaster environment will be analyzed, and the damage and failure mechanism of net cage structure can be obtained.

发展离岸深水网箱养殖已经成为保障我国食品供应和安全的长远战略，是拓展食物生产空间的必然选择。目前我国离岸网箱养殖设施水动力特性的基础研究薄弱，已经成为制约网箱养殖产业发展的重要瓶颈。本课题拟采用理论分析、数值模拟和物理模型试验相结合的方法，对离岸网箱结构在波流作用下的非线性动力响应及其破坏机理进行研究：围绕“网箱结构非线性动力响应及其破坏机理”这个核心科学问题，从“组合式网箱水动力特性”、“不规则波浪作用下网箱水动力特性”和“网箱养殖设施的累积损伤机理和破坏准则”三个方面进行深入细致的研究。通过本项目的研究，建立波流作用下网箱结构的非线性动力响应的数值模型，研究灾害环境作用下网箱结构的损伤破坏演化过程，揭示网箱结构的损伤机理和破坏机制。

高密度近海养殖、废水超标排放和长期过度捕捞，导致近海渔业资源枯竭。因此利用大型抗风浪网箱这类新型海工装备，开展深水养殖成为国际海洋渔业发展的必由之路，亦纳入我国战略性产业发展规划！如何设计、建造能够抵抗极端海洋灾害的养殖设施是全球海上养殖业的首要挑战。本项目围绕“网箱结构非线性动力响应及其破坏机理”这个核心科学问题开展理论、实验和数值研究。.本项目构建了深水大型抗风浪网箱的水动力分析理论体系，解决了设施抗风浪设计的理论方法问题。提出了新的柔性网结构物理模型试验相似理论，解决了网箱的水动力物理模型试验方法问题。创建了“柔性+大位移+大变形”结构的水动力数值模拟方法，实现了网箱结构水动力数值模拟的精准计算。提出了网箱结构极限荷载破坏和疲劳寿命的计算方法，建立了网箱结构的安全评价体系。.在本项目的资助下，发表研究论文17篇，其中SCI国外期刊论文9篇（包括国际高水平学术期刊Applied Ocean Research 2篇，Continental Shelf Research 1篇，Aquacultural Engineering 3篇）；授权实用新型专利2项；获得省部级科技奖励一等奖1项，二等奖1项；培养博士生3名，硕士生4名，博士后1名；参加国际会议6次。