镂空型人工鱼礁流场效应及营养盐输运的数值模拟研究

发布时间：2024-03-20 18:51

　　人工鱼礁是指由一个或多个人造或自然构筑物组成,有计划、有目的地投放于特定海域,用于改善海域生物资源环境,是海洋牧场工程建设不可或缺的部分。类似于其他海洋构筑物,人工鱼礁受海域水文环境影响,鱼礁周围流场效应与礁体固有水动力学性能密切相关。目前关于人工鱼礁的研究主要涉及生物和非生物因子、生产力、动植物区系时空变化、三大效益、选址及布局、休闲渔业、增殖资源等角度进行研究。随着计算流体动力学(CFD)的日益发展与应用,它逐渐用于探究人工鱼礁周围的非定常、不稳定钝体绕流问题,以找到该类问题的数值解。本论文主要以2种不同类型镂空人工鱼礁为研究对象,基于CFD理论及Fluent软件,运用三维湍流模拟技术对鱼礁的流场效应进行了数值模拟,得到了鱼礁水平断面及垂直断面的流场(流速)分布情况,揭示了人工鱼礁内部及周围的流场结构;并将数值结果与经典鱼礁数值实验及模型试验结果进行对比分析,结果具有较好的吻合性。首先,应用Fluent软件对单体中空结构梯形台鱼礁和中空结构方型鱼礁在非定常流作用下的三维流场进行了数值模拟试验,得出:梯形台鱼礁和方型鱼礁上升流区最大高度为礁高的2.12².22倍...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1人工鱼礁模型效果图

不包含底面）均由各自层面的一根对角线钢由纵向1根、横向2根300mm×300mm钢筋m。型外形尺寸为3m×3m×3m（底面长×底面宽×3m（长×宽×高），图2.1为两类鱼礁模型

图2.2网格剖面图

上海海洋大学硕士学位论文9图2.2网格剖面图Fig.2.2Thegridsection2.5数值算法数值计算在ANSYSFLUENT12.1平台上完成。求解器选用适用于不可压缩及低速流动流体的全隐式的分离求解器，在工程应用中一般采用分离式方法求解三维流速。压力与速度....

图3.1鱼礁模型计算区域Fig.3.1Modelreefincomputationaldomain

.1计算区域水流方向从左至右，坐标原点位于计算域进口底边中心，计算域进口至礁体面的距离为3倍礁长，计算域出口至礁体背流面的距离为15倍礁长，计算域侧面至礁体的距离为3倍礁宽，整个计算域为57m×21m×15m，鱼礁的计算区图3.1。

图3.2礁体纵向中轴断面(xoz)速度矢量图

流速度之比；梯形台鱼礁上升流区的平均速度为来流速度的0.19倍升流区的平均速度为来流速度的0.17倍，梯形台鱼礁上升流区的平速度之比大于方型鱼礁的上升流区平均速度与来流速度之比。图3.2还可以得出，由于鱼礁内部结构的透水性，在靠近鱼礁的背流成明显的漩涡，而形成了一个与....

本文编号：3933144