正方体人工鱼礁模型试验与礁体设计

【摘要】： 随着人们生活水平的日益提高以及海洋渔业资源尤其是近海渔业资源的日益衰退,人工鱼礁技术得到迅速发展,并成为海洋渔业的一个亮点。然而人工鱼礁技术在我国发展较其他发达国家相对慢些。尤其是相对日本、美国等发达国家。人工鱼礁增殖技术中有好多急待解决的问题。 对人工鱼礁进行水动力学分析与计算,以便设计出水动力性能好的人工鱼礁礁体,并为投放点的选择提供一个基本依据,这是当前人工鱼礁发展急需解决的重要课题。 人工鱼礁在海水中受力很多,阻力、浮力以及波浪的冲击力等等,但是最重要的力以阻力为主。因为阻力关系到鱼礁的翻滚、沉降以及位移。对于鱼礁在海水中的阻力问题,目前还没有比较成熟的公式对所有形状的鱼礁都适用。由于球体形状的特殊性,可以把球体阻力计算公式应用到正方体鱼礁当中,试验证明这种方法可以取得令人满意的效果。 目前国内比较流行的礁体形状为正方体,边长通常在2m以上。本文讨论边长为3m的正方体礁体,是因为这种礁体具有性价比好,空方体积大、制作和投放方便等优点。 在试验的基础上,本文对正方体人工鱼礁在与来流呈不同角度时的受力状况进行了初步探讨。通过研究发现,球体水动力理论对正方体礁体也同样适用。这就为本文研究正方体礁体的受力状况提供了理论依据,为以后的实际应用提供了许多方便之处。 在球体水动力理论中,关键是找出物体在水流中的“自动模型区域”。通过找出试验模型的“自动模型区域”,可以根据上述理论计算出该模型在水流中的受力状况,然后按照流体动力学相似原理计算出实物礁体在海水中的受力。 正方体礁体实验是在无波浪的水槽内进行的,而实物鱼礁通常要受到海水波浪的冲击,因此,试验结果肯定与实际情况存在误差。本研究没有对实验结果进行修正,存在一定的偏差。显然,这正是笔者以后努力的方向之一。 本文的基本思路:在试验的基础上,本文首先做出阻力与速度平方关系图。