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1.
为研究方型人工鱼礁体水动力特性受礁体布设间距变化的影响,通过物模实验实测了开口比为0.3的方形开口双礁体在布设间距为1.0L、2.0L时周围特征点的流速及礁体受力,并利用Fluent软件模拟了双礁体在布设间距为0.5L、1.0L、2.0L、4.0L时的水动力场,通过分析得到了礁体上升流特性参数、阻力系数随布设间距的变化情况。研究结果表明:数值模拟结果与实验结果吻合较好,本文数值模拟方法是可行的;模拟工况下,随着布设间距的增加,双礁体产生的上升流区体积逐渐减小,阻力系数逐渐增大,流场效应较好的布设间距为0.5L、1.0L、2.0L。研究结果可为礁区布局方案的确定提供参考。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2016,(9)
本文采用RNG K-ε湍流模型和SIMPLEC数值模拟方法,分析了不同雷诺数条件下,布设间距和摆放方式对三圆管型人工鱼礁流场效应的影响。研究显示:采用FLUENT软件模拟,雷诺数能较好地反应人工鱼礁上升流和背涡流的分布情况,上升流的规模和强度随雷诺数的增大而增加,背涡流随雷诺数变化的趋势不明显。三圆管型人工鱼礁横向组合方式下,2个单位礁布设间距等于礁体尺寸时,获得的上升流和背涡流的规模和强度最大;纵向组合方式下,2个单位礁布设间距为礁体尺寸的1.5~2.0倍时,获得的上升流和背涡流的规模和强度最大。在不同实验流速和波况下三圆管型人工鱼礁的抗滑移系数、抗翻滚系数均大于1。研究结果表明,数值模拟能够较好地反应布设间距对礁体周围流场效应的影响,可为人工鱼礁的实际投放提供理论参考。 相似文献
3.
布设间距对人工鱼礁流场效应影响的数值模拟 总被引：10，自引：0，他引：10
人工鱼礁在海中不同的布局方式会产生不同的流场效应.通过水槽与风洞模型实验很难对组合鱼礁流场全局进行观测,为此提出1种基于CFD原理的人工鱼礁流场特性的计算机数值模拟方法,模拟了不同流速条件下布设间距对方形组合礁体流场效应的影响.结果表明:数值模拟较好地反映了人工鱼礁周围上升流和背涡流的分布情况;当两礁体布设间距为1.5倍礁体尺寸时,所产生的上升流高度达到最大值;当布设间距为1倍/时,其上升流的影响面积为最大;当布设间距为1.5倍时所产生的背涡流效果最好;两礁体之间的最佳布设间距应为礁体尺寸的1～1.5倍.数值模拟结果与风洞实验结果基本相符,该结论可为人工鱼礁实际投放提供理论参考. 相似文献
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合理的人工鱼礁组合可以有效改善投放水域的流场效应,提高投放水域底层与上层水体之间的扰动。通过使用并行大涡模拟模式及被动示踪物模块,并通过调整人工鱼礁布设间距,研究了在不同背景流速条件(0.1、0.5、0.6和1.0 m/s)下,在不同的横向间距(1L、2L、3L)(L表示人工鱼礁的边长)或纵向间距(1L、2L、3L、4L、5L)情况下,方型人工鱼礁对上升流体积、营养盐的抬升和垂向涡黏系数的影响。研究结果表明,在同一布置条件下,单排布置下的三块人工鱼礁形成的上升流体积大小与来流速度成正相关,体积随来流流速增加而增大6.4%～80.5%;在同一流速条件下,上升流体积大小与纵向布置的间距成正比,与横向布置的间距成反比;在横向布置条件下,当来流速度为1.0 m/s、布设间距为1L时,上升流体积参数最佳。总体来说,上升流体积参数、示踪物浓度差和垂向涡黏性系数均显示横向布置优于纵向布置,相较于布设间距,来流速度是影响上升流体积最重要的因素。 相似文献
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三种叠放形式的圆管型人工鱼礁流场效应数值模拟与PIV试验研究 总被引：6，自引：0，他引：6
人工鱼礁单体按不同的数量和排列方式组合投放会产生不同的流场效应。圆管型礁为目前黄渤海区增殖礁的重要礁体型式,为优化该礁体的投放数量与排列方式,选择了3种不同叠放个数(1个、3个和6个)的圆管礁,设定了5个流速梯度(4.5、9.0、13.5、18.0和22.5cm/s),利用PIV粒子图像测速技术和Fluent数值模拟软件对圆管型人工鱼礁的流场进行水槽模型试验和数值模拟。结果表明,数值模拟结果与水槽试验结果基本吻合,误差在20%以下,表明数值模拟能够反映人工鱼礁的流场效应;当礁体叠放个数一定时,最大上升流流速、上升流高度和上升流面积均随来流速度的增加而增大,背涡流面积呈现不规则的变化;当来流速度一定时,最大上升流流速、上升流面积、上升流高度和背涡流面积均随礁体叠放个数的增加而增大。 相似文献
7.
不同开口比人工鱼礁体水动力特性及礁体稳定性研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为研究方型人工鱼礁体开口比的变化对其水动力特性的影响,利用Fluent软件模拟了边长为3m、开口比为0～0.6之间7种不同方型鱼礁体周围水流场,通过分析水流场变化规律得到了礁体流场效应、阻力系数随开口比的变化情况;基于Morison方程计算了礁体在波流作用下的受力及其抗滑移、抗倾覆安全系数。研究结果表明:当礁体开口比小于0.2时,背涡区范围较大,流场效应明显;随着开口比的增大,礁体产生的上升流范围及竖直向最大速度分量逐渐减小;对于方形开口礁体,阻力系数与开口比的关系式为Cd=0.875φ+1.088(R2=0.963,P0.01);随着开口比的增大,礁体所受最大波流作用力、抗滑移及抗倾覆安全系数逐渐减小,但礁体不会发生滑移和倾覆,可为实际礁体结构的设计提供参考。 相似文献
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根据2012年—2013年对霞浦人工鱼礁海域调查所获得的实验数据,应用CFD软件,对礁区投放的三类不同结构单位的鱼礁组合在非定常流作用下的三维流场进行了数值模拟试验,分析了各鱼礁组合之间的流场差异,并估算了诸营养盐垂直输送通量。研究表明:三种鱼礁迎流面上升流最大高度为礁高的2.27~3.73倍,上升流最大速度与来流速度之比为0.40~0.72,上升流平均速度与来流速度之比为0.10~0.17;计算域内单位鱼礁组合上升流平均速度为10–2 cm/s量级,三种单位鱼礁组合区域营养盐垂直通量大小关系为:方型鱼礁船礁梯形台鱼礁,方型鱼礁区4PO??-P、3NO?-N、3Si O??-Si的平均垂直通量分别为438.3 mg/(m2·d)、2212.5 mg/(m2·d)、7288.3 mg/(m2·d),鱼礁投放会改善该海域的水动力环境,形成典型的上升流区,海域初级生产力得以明显提升。 相似文献
9.
正方体人工鱼礁流场效应试验研究 总被引：4，自引：0，他引：4
采用无干扰的粒子图像测速技术(PIV),针对中空型正方体人工鱼礁,选取3个不同的来流速度6.7 cm/s、11.0 cm/s和18.0 cm/s,研究了该模型单体(90°和45°)和组合(平行和垂直)工况时的流场效应。结果显示,单体90°迎流时上升流的规模和强度大于45°迎流,但产生的缓流区和背涡流的规模远小于45°工况。横向组合中单个鱼礁模型产生的流场效应较强于单体工况。纵向组合中,第一个迎流鱼礁在不同间距时内部流速分布和单体时较为相似,间距为1.0L时流速大小与单体最为接近。第二个迎流鱼礁内部基本上未出现回流区域,水平流速较单体时明显减小,但随着间距的增加流速值不断增大。 相似文献
10.
《中国海洋大学学报(自然科学版)》2016,(8)
应用CFD软件FLUENT开展了圆台型人工鱼礁单体流场效应的数值计算,对比分析了圆台型人工鱼礁与金字塔型、三棱柱型、方型人工鱼礁的上升流最大高度、最大速度、平均速度等参数,讨论了圆台型礁的背涡区尺寸和流态。研究显示,圆台型礁的上升流最大高度可达礁体高度的2.14~2.17倍,上升流最大速度可达来流速度的0.76倍,上升流平均速度可达来流速度的0.125倍;背涡区长度约为礁体高度的2.3倍。研究结果表明,圆台型人工鱼礁流场流态的大部分指标优于其它4种常见礁型的流场流态,且背涡区漩涡多变、流态复杂,具有较好的应用前景。 相似文献
11.
In this study, a three-dimensional numerical model is used to study the wave interaction with a vertical rectangular pile. The model employs the large eddy simulation (LES) method to model the effect of small-scale turbulence. The velocity and vorticity fields around the pile are presented and discussed. The drag and inertial coefficients are calculated based on the numerical computation. The calculated coefficients are found to be in a reasonable range compared with the experimental data. Additional analyses are performed to assess the relative importance of drag and initial effects, which could be quantified by the force-related Keulegan and Carpenter (KC) number: KCf=UT/(4πL). Here U is the maximum fluid particle velocity, T the wave period and L the length of structure aligned with the wave propagation direction. For small KCf, the effective drag coefficient is proportional to 1/KCf, provided the wavelength is much longer than the structural length. When wavelength is comparable to the structure dimension, the effective drag coefficient would be reduced significantly due the cancellation of forces, which has been demonstrated by numerical results. 相似文献
12.
江苏小庙洪牡蛎礁的地貌-沉积特征 总被引：6，自引：3，他引：6
利用卫星影象和野外实地勘察资料对江苏小庙洪牡蛎礁的地貌-沉积特征进行分析。结果表明，该牡蛎礁发育在强潮淤泥质潮坪上，造礁牡蛎主要是近江牡蛎和长牡蛎，表层的鲜活牡蛎为褶牡蛎。牡蛎礁区海水属盐度较高(27—30)的半成水，含沙量较大，为0．2—0．3g／L。活体牡蛎堆积体顶面高于周围潮间下带滩面1．0—1．5m。潮流较强，多在0．5—2．0m／s。海岸剖面可分为4个带，即礁后潮间带、潮沟、礁体生长带及礁前斜坡带。由于处于海岸侵蚀段，礁后潮坪缺失潮上带和大部分的潮间上带。礁后潮坪主要以粗粉砂为主，礁后潮沟冲淤变化较大，故礁体生长带时而为一沙洲，时而又与岸滩相连。礁体生长带分布在潮间下带，可看到独立的斑状礁体、带状礁体和大面积环状礁体群。环状礁的微地貌可以划分为礁塘(泻湖)、塘口和塘沟、塘口三角洲、礁墙和礁平台等。 相似文献
13.
We present a numerical study on the hydrodynamic performance of undulation NACA0012 foil in the near wake of D-section cylinder. Computations are conducted using unsteady incompressible Navier-Stokes equations with a moving adaptive mesh based on laminar flow. Investigations are focused on the effect of distance ratio between foil tip and centre of cylinder (L/D≤2.0) on the thrust/drag performance of foil and cylinder at various foil undulation frequency (St). We found that, foil thrust coefficient (Ct) increases considerably with the appearance of cylinder and an optimal distance exists at which Ct reaches maxima. The maximum increment is about eleven times that of its counterpart of single foil, which is obtained at St=0.23 and L/D=0.5. Our results for the cylinder drag coefficient (Cd) observed the existence of optimal parametric map, combined with various gap ratios and foil frequencies. With these parameters, insertion of an undulation foil can significantly lead to the drag reduction indicating that undulating foil could work efficiently as a passive vortex control device for cylinder drag reduction. 相似文献
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人工鱼礁礁体与不同粒径底质间最大静摩擦系数的试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
通过平面拉动法分别测量了5种不同开口比人工鱼礁礁体模型对5种不同粒径大小底质间的最大静摩擦系数,分析了不同粒径底质以及礁体不同开口比的最大静摩擦系数变化规律。试验研究表明:最大静摩擦系数与底质粒径大小呈强负相关(r=-0.964,P<0.01);控制底质粒径时,最大静摩擦系数与礁体质量呈弱负相关(r=-0.265,P<0.01),与礁体开口比呈弱正相关(r=0.245,P<0.01);礁体本身的设计属性如开口比是最大静摩擦系数的主要影响因子。对于新设计礁型在进行礁体稳定性校核时,应根据礁体开口比和实际海域底质泥沙的粒径组成,选取适当的最大静摩擦系数。 相似文献
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刺参对人工礁体设计关键指标的选择性 总被引：1，自引：0，他引：1
采用平均聚集率(Mean Attractive Rate,MAR)作为统计分析指标,研究了仿刺参(Apostichopusjaponicas Selenka)对人工礁体结构设计关键指标(孔径、间隙、颜色、夹角)的选择性及其行为特性。结果表明:(1)随着实验时间延长,仿刺参在礁体模型上的聚集数量呈上升趋势;(2)礁体模型在自然光照条件下的聚参效果优于黑暗条件下的聚参效果(P<0.05);(3)孔径组各水平间聚参效果比较:2 cm>4 cm、16 cm>8 cm(P<0.05),4 cm与16 cm间差异不显著;间隙组各水平间聚参效果比较:2 cm>4 cm>6 cm>8 cm(P<0.05);颜色组各水平间聚参效果比较:黑色、蓝色、红色>绿色>白色>透明(P<0.05),黑色、蓝色、红色间差异不显著;夹角组各水平间聚参效果比较:15°>30°>45°、60°>90°、120°(P<0.05),45°与60°差异不显著,90°与120°差异不显著。说明仿刺参适应礁体模型需要一定时间,呈负趋光性。10 g至30 g的仿刺参,对设计指标为2 cm孔径、2 cm间距、深色、15°夹角的人工礁体,具有较好地选择性。 相似文献
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珊瑚礁是全球生物多样性最高的海洋生态系统之一，底栖贝类是该生态系统的重要组成类群。为了解北部湾涠洲岛珊瑚礁底栖贝类的群落现状及特征，于2015年秋季(10月)与2018年春季(5月)采用水肺潜水截线样条定量调查法对涠洲岛珊瑚礁区6个断面的底栖贝类进行了调查，并分析了物种组成、丰度、生物多样性指数等群落特征。综合两次调查结果显示涠洲岛珊瑚礁区共有底栖贝类128种，分别属于多板纲1科1属3种，腹足纲25科46属68种，双壳纲22科31属57种。优势种为斑顶拟舌骨牡蛎、粗衣蛤、刺荔枝螺、马蹄螺、杂色牙螺、青蚶、旗江珧、甲虫螺、蕾丝蟹守螺、珠母爱尔螺。2018年春季定量断面采集到的样品为2纲14科43种，各断面的丰度、生物量、多样性指数、物种丰度指数和均匀度指数均值分别为3.39个/m2、86.94 g/m2、3.31、3.50、0.37。通过对两年的调查数据比较，发现2015?2018年涠洲岛珊瑚礁区的贝类生物群落呈现良好演替发育趋势。南海珊瑚礁区贝类群落结构可能受到了人为干扰强度和纬度的双重影响。本研究全面掌握了涠洲岛珊瑚礁底栖贝类的种类、分布区及群落的结构与变化，可为该地区海洋生物资源开发利用、珊瑚礁保护和生态修复等工作提供数据支持。 相似文献