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升降式牡蛎养殖平台在纯波作用下的水动力特性试验研究
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作者 万殿鹏 李明智 +4 位作者 刘鹰 赵梓轩 杨毅 赵奕超 张盛霖 《渔业现代化》 北大核心 2025年第5期12-25,共14页
牡蛎在贝类养殖品种中产量居首位,具有显著的经济价值。然而,现有养殖设施存在标准化与机械化程度低、抗风浪能力弱等问题,严重制约了牡蛎养殖产业的可持续发展。本研究设计了一种升降式牡蛎养殖平台,并通过物理模型试验,系统研究了该... 牡蛎在贝类养殖品种中产量居首位,具有显著的经济价值。然而,现有养殖设施存在标准化与机械化程度低、抗风浪能力弱等问题,严重制约了牡蛎养殖产业的可持续发展。本研究设计了一种升降式牡蛎养殖平台,并通过物理模型试验,系统研究了该平台在不同波浪参数、吃水及系泊型式下的水动力特性。研究结果表明:养殖平台的运动响应和锚绳力与波高和周期呈正相关,但增长率随周期增加而减小;在相同工况下,垂荡和纵摇变化幅度更为剧烈;在极端海况下,养殖平台从漂浮状态过渡至下潜状态时,纵荡、垂荡、纵摇和锚绳力分别降低了27.32%、45.89%、42.32%和18.47%,抗风浪能力显著增强,其中垂荡和纵摇运动的减弱效果最为显著;与张紧系泊条件相比,松弛系泊条件下的运动响应和锚绳力相对较低,且增幅接近线性关系。本研究为牡蛎养殖平台的研制提供理论支撑,对其他贝类养殖平台的设计研究也具有重要的借鉴意义。 展开更多
关键词 牡蛎养殖平台 升降式 水动力特性 模型试验
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海洋牧场环境监测平台设计与应用试验 被引量:2
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作者 王玺华 李明智 +2 位作者 李文松 王刚 万殿鹏 《渔业现代化》 北大核心 2025年第1期50-63,共14页
为满足海洋牧场环境监测需求,研制了一种海参底播养殖环境理化指标与视觉监测平台。通过构建数值模型,进行了结构强度分析。基于三维势流理论,建立了风浪流耦合条件下的平台运动响应模型,并利用AQWA软件分析最大重心幅度变化规律。通过... 为满足海洋牧场环境监测需求,研制了一种海参底播养殖环境理化指标与视觉监测平台。通过构建数值模型,进行了结构强度分析。基于三维势流理论,建立了风浪流耦合条件下的平台运动响应模型,并利用AQWA软件分析最大重心幅度变化规律。通过优化系泊参数,实现了系泊系统的优化。结果显示,在风浪流耦合作用下,平台重心的最大幅度值被确定为危险工况。当导缆孔位置降低至水下0.5 m时,平台的横摇、纵摇和艏摇幅值分别减少50.6%、61.7%和43.4%;当缆绳长度降至70 m时,这些幅值分别减少28.4%、47.7%和32.0%。优化后的系泊系统安全系数为1.89,高于允许安全标准1.67。为验证数值模型的准确性,在台风“格美”影响期间进行了实测。海上实测横摇、纵摇、艏摇的最大角度分别为-6.399°、-1.329°和0.774°,与模拟结果相差约2°。模拟与实测的系泊力系数分别为3.63和3.92,且升降趋势基本一致,验证了数值模拟的准确性和安全性。该研究结果为海洋牧场环境监测平台的设计与推广应用提供了理论和技术支撑。 展开更多
关键词 海洋牧场 海参养殖 环境监测平台 运动响应 系泊系统
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海洋环境监测平台数据采集吊舱减摇装置动力学分析与试验 被引量:1
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作者 李文松 李明智 +3 位作者 王生海 王刚 王玺华 万殿鹏 《渔业现代化》 CSCD 北大核心 2024年第6期49-60,共12页
随着海洋牧场建设向纵深发展,环境监测平台已广泛应用于海洋牧场海水养殖环境监测中。针对生产使用的海洋环境监测平台数据采集吊舱布放回收过程中因受风、浪、流影响下出现的电缆断裂损坏问题,设计了一种海上平台吊舱减摇装置。基于牛... 随着海洋牧场建设向纵深发展,环境监测平台已广泛应用于海洋牧场海水养殖环境监测中。针对生产使用的海洋环境监测平台数据采集吊舱布放回收过程中因受风、浪、流影响下出现的电缆断裂损坏问题,设计了一种海上平台吊舱减摇装置。基于牛顿第二定律建立了海上平台横摇、纵摇激励下的吊舱减摇装置动力学模型,并使用Matlab/Simulink软件进行了数值仿真分析,比较了有无减摇装置情况下吊舱摆幅的变化情况。结果显示:在有减摇装置的情况下,吊舱的面内角摆动幅度可减小约66.9%,面外角摆动幅度可减小约69%,平均减摇比为67.95%,在已有的理论基础上搭建了样机并进行了试验验证。结果显示,吊舱减摇装置对吊舱的摆幅具有明显的抑制作用,面内角摆动幅度可减小约73.5%。研究表明,吊舱减摇装置对提高海洋牧场监测平台数据采集系统的可靠性与安全性具有重要的实践指导意义。 展开更多
关键词 海上平台 数据采集吊舱 减摇装置 动力学分析
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紫菜采收作业工船设计与应用
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作者 李明智 杨毅 +6 位作者 刘鹰 万殿鹏 范嘉辉 郑显达 王隽屹 孙天泽 吴季 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第24期1-10,共10页
目前紫菜采收采用泡沫浮筏搭载刀具的简易采收装备,存在安全隐患大、耗能高、采收伤菜率高等问题,严重制约了紫菜养殖产业的发展。为解决上述问题,该研究结合插杆式养殖模式,设计研制了高密度聚乙烯(HDPE,high density polyethylene)双... 目前紫菜采收采用泡沫浮筏搭载刀具的简易采收装备,存在安全隐患大、耗能高、采收伤菜率高等问题,严重制约了紫菜养殖产业的发展。为解决上述问题,该研究结合插杆式养殖模式,设计研制了高密度聚乙烯(HDPE,high density polyethylene)双体作业船,基于该船型开展紫菜精准刈割技术与装备的研制,集成设计船舶柴油机驱动液压控制系统。通过ANSYS有限元分析论证了船体强度符合要求,建立了挑帘架与刈割刀具受力数学模型,确定了挑帘架入水深度、刈割刀具直径和转速等参数范围,建立了基于AMESim的液压系统仿真模型,论证了液压控制系统的合理性。开展试验检验该作业工船采收效率与刈割质量,并通过正交试验对影响采收作业效率的因素进行优化与试验,确定作业系统的最佳工艺参数为挑帘架入水角度35°,刈割刀具转速450 r/min,船舶航速0.8 m/s,刈割刀具刀头结构为三螺旋型刀具;在最佳工作参数下生产性试验结果表明:HDPE紫菜采收工船在不同作业海区平均采收效率分别约为1.63和1.92 t/h,较泡沫浮筏式紫菜采收船采收效率分别提高约14%和12%,且均存在显著差异(P<0.05);为检测紫菜刈割精度,以采收后紫菜留根5 cm作为评价指标,采收前紫菜平均长度约为15 cm,HDPE紫菜采收作业工船刈割后留根最长为6 cm、最短为4 cm,误差基本可控制在±1 cm,且伤菜率低于5%,验证了该工船具有良好的刈割精度。该文设计的HDPE紫菜采收作业工船符合紫菜产业发展,具有较好的推广应用价值。 展开更多
关键词 设计 紫菜采收 精准刈割 HDPE双体船 刈割刀具
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