圓臺型人工魚礁流場效應的數(shù)值模擬研究.pdf

1、近十多年來，以人工魚礁建設、增殖放流等為主要內(nèi)容的海洋牧場建設已成為我國近海漁業(yè)資源修復與保護的重要手段，并取得了顯著成效。人工魚礁建設是通過在適宜的海域投放人工構(gòu)造物，改善局部水域的流場環(huán)境、生物環(huán)境和魚類棲息環(huán)境，促進海域漁業(yè)生態(tài)環(huán)境的修復，從而達到增殖漁業(yè)資源的目的。其中，人工魚礁流場效應是人工魚礁生態(tài)效應的基礎，人工魚礁投放后的流場效應須有利于促進水域餌料生物的富集和魚類的集聚。
　　人工魚礁流場效應與礁體結(jié)構(gòu)形狀及其配置

2、方式、投放水域的地形與本底流場等因素有關，因此掌握和了解人工魚礁的水動力學特性，對魚礁礁型的選擇及礁體的優(yōu)化配置具有重要意義。
　　本文運用計算流體力學理論，借助軟件Fluent，對圓臺型人工魚礁的流場效應進行了數(shù)值模擬，通過對魚礁所產(chǎn)生的上升流、背渦流及流動分離、漩渦發(fā)展演化等的分析與討論，提出了圓臺型人工魚礁優(yōu)化設計方案及其結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　1、隨著魚礁迎流面坡度的增大，魚礁上升流最大速度與來流速度比呈先增大后減小的趨勢;

3、上升流平均速度與來流速度比基本穩(wěn)定在0.14到0.18之間，未有較大波動;上升流最大高度與魚礁高度比，先減小后增大;礁體迎流面坡度在200％-400％范圍內(nèi)，礁體的上升流流態(tài)效果最佳。
　　2、通過礁體高度、坡度、礁體開口等因素對魚礁流場效應影響的系列數(shù)值模擬，提出了圓臺型人工魚礁的優(yōu)化設計參數(shù):礁體高度2.4m，礁體坡度320％，礁體表面最佳開口寬度0.1m，上表面直徑1.5m，下表面直徑3m。
　　3、兩個圓臺型人工魚礁

4、縱向排列配置時，礁體之間的最佳縱向布設間距為1-1.5倍礁體底面直徑。其最大上升流高度隨著礁體布設間距的增加，呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，且最大上升流高度均大于單體礁，但最大上升流流速均小于單體礁;圓臺型人工魚礁內(nèi)部及背渦區(qū)流態(tài)復雜，形成了多種漩渦，加劇了水層混合，其背渦區(qū)流態(tài)的絮亂程度滿足要求，所產(chǎn)生的漩渦大小不隨來流速度的改變而改變。
　　4、水槽實驗初步驗證結(jié)果表明，80％以上測點的測量值與計算值誤差在20％以內(nèi)，說明數(shù)值模擬方