浅海大面积围网养殖工程水动力学特性研究

浅海大面积围网养殖是新近发展的一种生态型养殖模式，有别于传统滩涂围网养殖，也是未来发展的一种新趋势，有关工程已在我国浙江和福建沿海开始应用。本项目紧密围绕这一新兴海洋渔业资源开发工程面临的科技问题，以一种典型的浅海大面积围网养殖工程为研究对象，采用物理模型试验和数值模拟相结合的方法，通过解决研究过程中围网养殖工程浮力系统的刚度比尺效应和网衣系统大小比尺效应等关键科学问题，建立浅海大面积围网养殖系统水动力学特性研究的模型试验和数值模拟方法，查明围网养殖系统在不同水位、波浪和水流等水文动力要素作用下的受力、变形和运动等水动力特性规律，为浅海大面积围网养殖工程安全性能评估提供有效的方法和科学的依据。

项目根据任务书计划要求，认真组织实施了各项内容的研究工作。项目研究内容由两部分组成，即围绕浅海大面积围网养殖工程利用物理模型试验和数值模拟方法，对围网养殖系统的浮球系统、浮管系统和围网系统的水动力特性等内容进行了研究，并对研究成果的做了一定应用。在物理模型实验研究方面，重点开展了组成围网养殖工程的浮球结构物、杆件结构物、柔性漂浮管架结构物、围网系统的物理模型试验研究。利用理论分析结合物理模型试验的方法，研究了浮球结构、杆件结构在波浪条件作用下，水动力系数（包括拖曳力系数、惯性力系数）与波浪要素的关系，以及系数取值在一个波浪周期内的变化规律；研究了柔性漂浮浮管结构物以及围网系统在波浪及水流作用下的水动力特性规律。在数值模拟研究方面，重点开展了漂浮杆件结构在波浪条件下运动模拟，研究了漂浮杆件结构的水动力系数取值规律；开展了一种新型的围网系统在波浪条件作用下的数值模拟，研究了波浪条件及水流条件作用下，该新型围网的锚定系统荷载分布规律及运动变形规律。在项目成果的实际应用方面，项目关于浅海围网养殖工程的水动力特性研究成果，已在两例围网养殖实际中得以应用，一例位于浙江省象山县韭山列岛海域，围网面积1200平方米，另一例位于浙江省舟山市桃花岛海域，围网面积40000余平方米，有效养殖水体超过20万方。项目研究成果在上述两个围网工程均取得了较好的效果。. 项目研究累计完成研究论文6篇，其中已公开发表4篇，已录用1篇，1篇论文审稿，SCI收录3篇，一级学报2篇。获发明专利授权1项，实用新型专利授权1项，培养研究生3名，其中已毕业1名。