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1.
镂空型人工鱼礁流场效应的数值模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
应用CFD软件对中空结构梯形台鱼礁和方型鱼礁在非定常流作用下的三维流场进行了数值模拟,揭示了两类鱼礁形成的上升流、背涡流的规模和强度,分析了单体鱼礁和组合鱼礁的流场差异。数值模拟结果表明:梯形台鱼礁上升流区最大速度约为来流速度的0.58~0.67倍、上升流区平均速度约为来流速度的0.15~0.19倍、而上升流区的最大高度为礁体高度的2.12~2.49倍,背涡流区平均速度约为来流速度的0.35~0.36倍、背涡流区的最大宽度约为礁体宽度的1.40~1.61倍、组合鱼礁背涡流区的最大长度约为礁体高度的4.06~4.17倍;方型鱼礁上升流区最大速度约为来流速度的0.56~0.61倍、上升流区平均速度约为来流速度的0.15~0.17倍、而上升流区的最大高度为礁体高度的2.22~2.63倍,背涡流区平均速度约为来流速度的0.30~0.35倍、背涡流区的最大宽度约为礁体宽度的1.75~2.00倍、组合鱼礁背涡流区的最大长度约为礁体高度的3.90~4.06倍。从流场调控效果来看,在相同模拟工况下,选择方型鱼礁比梯形台鱼礁能够更好地发挥鱼礁的环境资源修复功能。 相似文献
2.
礁体沉降作为人工鱼礁投放后普遍产生的现象,对人工鱼礁周围流场会产生影响。为研究多孔方型人工鱼礁不同沉降情况下流场效应的变化,采用计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术,利用Fluent软件模拟在固定来流流速为0.8 m/s时,5种不同沉降程度下单体鱼礁周围的流场情况。结果显示:与无沉降时(初始状态)相比,在沉降程度为20%时,上升流最大高度降低约1.0 m,最大上升流流速增大约0.015 m/s,侧向流速增大区域(大于来流速度)扩大至1.5倍左右,同时礁体背流面透水区域增大,背涡流区域沿水流方向移动约2 m,礁体周围流场情况一定程度上变得更加复杂;在沉降程度为40%时,上升流流速最大值与初始状态相比减少约为0.010 m/s,侧向流增大区域基本一致,此时礁体背流面透水区变化较大,有形成一个逆时针涡旋的趋势;当沉降程度达到60%时,礁体周围流场效应开始明显下降,上升流最大高度相较于初始状态降低约3.2 m,上升流最大流速降低约0.600 m/s,侧向流速增大区域与壁面间距缩短约0.4 m,背涡流区域有消失的迹象;在沉降程度达到80%时,礁体流场效应基本丧失。研究表明,对于多孔方型人工鱼礁,在沉降程度40%以内,人工鱼礁仍然能够发挥着较好的流场效应;礁体在沉降程度达到60%时,礁体周围流场复杂程度相较于初始状态有明显损失,之后随着沉降深度增加,礁体流场效应逐渐消失。 相似文献
3.
基于考虑不同形状大小、组合规模的人工鱼礁投放于不同水域环境后形成的流态变化有较大差异,设计x、y、z三个方向不同通透方式的单个正方体人工鱼礁,采用LES(大涡模拟)紊流模式,对定常来流速度下人工鱼礁单体附近流场进行三维数值模拟,建立反映礁体结构的通透系数与礁体产生流场变化的关系。结果显示:上升流和背涡流的规模随通透系数增加而减小;来流方向上,礁体迎流面、背流面的通透系数变化对上升流和背涡流规模影响较为显著,而内部结构的变化则作用不明显,礁体上方与侧方的开口对上升流和背涡流的影响也不显著。迎流面通透系数变化是背涡流规模影响的主要因素。方形单礁缓流区体积随通透系数Tin增大呈线性减小,关系为Vx=-1241.8Tin+1206。通过该研究可在数值计算中通过通透系数与流场变化的关系,实现将复杂礁体简单化,有效地提高计算效率;为将小范围模拟扩大到群礁、甚至大海域的模拟,定量评估人工鱼礁的生态效应打下基础。 相似文献
4.
框架型与沉箱型人工鱼礁绕流特性的数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
为对框架型(正六面柱形罩式边长为2 m、高4 m)和沉箱型(方形空心开口式3 m×3 m)人工鱼礁模型绕流特性进行分析,采用Computational Fluid Dynamics(CFD)方法研究了礁体周围的流线分布变化及上升流和背涡流的流态变化情况。结果表明:在礁体内部,框架型礁体的涡旋在底部出现,沉箱型礁体的涡旋在底部及中部出现,且沉箱型礁体涡旋范围大于框架型礁体;框架型背涡区压强空间分布较为均匀,而沉箱型外侧左右两端有0.5倍礁宽的压强变化,背涡区压强空间分布不均匀;沉箱型礁体在0.5～1.0倍高度上升流区域流速增大。研究表明,相同工况下综合比较框架型产生的流场效应更优,能更好地发挥鱼礁的集鱼效果。 相似文献
5.
人工鱼礁开口比和迎流面形状对流场效应影响的双因素方差分析 总被引：2，自引：0，他引：2
采用基于计算流体动力学模型的方法对人工鱼礁流场效应进行数值模拟,选取单体人工鱼礁模拟近岸海域的鱼礁流场,对其附近流场进行三维数值模拟,在此基础上应用双因素方差分析法分析了人工鱼礁开口比和迎流面形状对流场效应的影响。结果表明：人工鱼礁开口比是鱼礁流场效应的主要影响因素,开口比越小,水流受鱼礁阻隔程度越大,礁前上升流流速越大,背涡流紊流区域越明显,背涡流区域就越长;鱼礁迎流面形状对流场效应的影响次之。 相似文献
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铅直二维定常流中人工鱼礁流场效应的数值实验 总被引：17，自引：0，他引：17
以定常来流海域为例,利用数值实验方法,定量探讨了具有自由水面的海域中人工鱼礁单体对流场的影响。考虑嵊泗鱼礁投放区的流速、水深的调查结果,来流速度Uin、水深H分别取为0.7 m/s、20 m。在鱼礁为实心方体的情况下,在渔礁迎流面产生上升流背流面产生涡流;上升流域的规模、强度随着礁高增大而增大,而上升流面积的平均产量与边际产量随礁高先增后减,在礁高水深比r=0.1时上升流效应最佳;背涡流域的规模也随着礁高增大而增大,其面积的平均产量随礁高先增后减,在r=0.1时达到极值。 相似文献
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以定常来流海域为例,利用数值实验方法,定量探讨了具有自由水面的海域中人工鱼礁单体对流场的影响。考虑嵊泗鱼礁投放区的流速、水深的调查结果,来流速度Uin、水深H分别取为0.7 m/s、20 m。在鱼礁为实心方体的情况下,在渔礁迎流面产生上升流背流面产生涡流;上升流域的规模、强度随着礁高增大而增大,而上升流面积的平均产量与边际产量随礁高先增后减,在礁高水深比r=0.1时上升流效应最佳;背涡流域的规模也随着礁高增大而增大,其面积的平均产量随礁高先增后减,在r=0.1时达到极值。 相似文献
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《大连海洋大学学报》2020,(3)
为了分析岩礁性鱼类在不同人工鱼礁流场环境中的空间分布,以许氏平鮋Sebastes schlegelii幼鱼(体质量2.78 g±0.51 g)为研究对象,通过计算流体动力学方法(CFD),分别模拟并分析了立方体框架式鱼礁、圆柱型鱼礁、三角型框架式鱼礁和立方体实心礁在6种来流速度(0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 m/s)下的三维绕流流场,同时通过鱼类行为学实测分析,以礁体所影响的流速大小区域作为依据,观察分析了不同结构人工鱼礁流场效应对鱼类的诱集作用。结果表明:最大上升流高度、迎流区长度及侧流区宽度大小与来流速度大小不相关,迎流区域(Ⅱ区)、上升流区域(Ⅳ区)和侧流区域(Ⅴ区)不随来流速度的变化而改变;不同礁体对鱼类的诱集率随来流速度的变化而变化,框架礁对鱼的诱集率由63.06%减少到52.50%,圆柱礁诱集率由43.06%增加到59.44%,三角礁诱集率由39.17%增加到83.61%,实心礁诱集率由49.72%增加到70.28%,在高流速环境下鱼礁对幼鱼的集鱼效果显著提高,且不同礁体5个区域幼鱼平均分布率总体为背涡流区域(Ⅲ区)侧流区域(Ⅴ区)鱼礁内部区域(Ⅰ区)迎流区域(Ⅱ区)上升流区域(Ⅳ区)。研究表明,4种礁型中以内部结构较为复杂的三角型框架式鱼礁对试验鱼的诱集效果最好。 相似文献
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方形人工鱼礁单体流场效应的PIV试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
采用粒子图像测速（PIV）二维流场测速技术和水槽模拟试验研究了人工鱼礁的流场效应,对单体开口比分别为0、0.04、0.16、0.25的人工鱼礁在来流流速分别为67、112、180 mm/s时产生的流场效应进行分析.结果表明：单体人工鱼礁流场效应中,开口比和来流流速均对流场效应产生影响,开口比越小,来流流速越大,流场中的上升流流速和背涡流面积就越大.研究表明,影响流场效应的主要因素是开口比,来流流速的影响程度次之. 相似文献
10.
不同高度混凝土模型礁背涡流特性的定量研究 总被引：8，自引：2，他引：6
在实验室条件下,于水槽中对6种混凝土人工鱼礁模型的背涡流特性进行了研究（来流速度为13．5、23．5、33．5cm／s）,并对背涡流规模进行了定量分析。结果表明：3种来流速度下,6种混凝土模型礁背涡流长度、高度、面积均随礁高的增加而增加,而其背涡流相对值均随礁高的增加呈下降趋势;6种混凝土模型礁其背涡流长度为礁高的2．02—3．73倍;背涡流高度为礁高的1．06—1．70倍;背涡流面积为礁迎流面面积的2．45～4．80倍。 相似文献
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近海中上层柔性浮鱼礁设计与应用 总被引：1，自引：0，他引：1
当前我国海洋牧场建设、栖息地改造主要通过底层鱼礁进行,从产生营养物质上升流、饵料场和产卵场及生物链的角度未充分利用整个水体空间,导致效能不能发挥到最佳。为解决这一问题,针对我国东海近海海域海况和生物特性研发了能与底层人工鱼礁协同工作的中上层浮鱼礁。从改善流场、自身体积保持等角度设计了四层网格式柔性浮式鱼礁,进行了浮力、重力及抗浪流能力的校核计算,确定了锚系技术方案及水下效果监控方法。在象山港海洋牧场进行了布放,实际效果测试表明所设计的浮鱼礁可以有效改善区域流场,在最高潮和最低潮时均可保持竖直方向的拉伸状态,最大潮流速度时倾斜角度不超过20度,现场多批次调查及水下视频监控效果显示所研发的鱼礁能够与底层鱼礁协同工作,投放2个月后有鱼类稳定地出现在浮鱼礁周围,取得了良好的效果。 相似文献
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南海重要珊瑚礁过渡性水域软骨鱼类的组成与分布 总被引：4，自引：0，他引：4
2004年5—7月和2005年3—4月采用深水三重刺网在南海的羚羊礁、华光礁、银砾滩、东岛、滨湄滩、排洪滩、本固暗沙、比微暗沙、武勇暗沙、海鸠暗沙、双子群礁、中业群礁、鲎藤礁、美济礁、仁爱礁、仙宾礁、南方浅滩、棕滩、大渊滩、永署礁、南薰礁、牛轭礁、道明群礁等23座重要珊瑚礁过渡性水域进行了2个航次专业调查，其中有21座岛礁共渔获到7目15科33种408尾软骨鱼类，而美济礁和南方浅滩没有渔获到软骨鱼类。根据调查资料，通过物种各分类阶元的分布、优势度（IRI）和单位努力量渔获量等几个方面分析南海重要珊瑚礁过渡性水域软骨鱼类的组成与分布，旨在为南海珊瑚礁渔业资源的开发和管理提供科学依据。结果表明，西沙群岛的重量单位努力量渔获量范围为73～499kg／10^4m^2，其优势种类是迈氏条尾虹、灰六鳃鲨和黑梢真鲨；中沙群岛的重量单位努力量渔获量范围为114～245kg／10^4m^2，其优势种类是迈氏条尾虹、灰三齿鲨；南沙群岛除了美济礁和南方浅滩外其重量单位努力量渔获量范围为51～846kg／10^4m^2，其优势种类是黑梢真鲨、灰三齿鲨。 相似文献