本發(fā)明涉及網(wǎng)箱及其水下變形、體積監(jiān)控的動態(tài)研究方法，具體是指一種重力式網(wǎng)箱及其水下變形、體積監(jiān)控的動態(tài)研究方法。

背景技術(shù)：

1、漁業(yè)養(yǎng)殖網(wǎng)箱在不同水文條件下的安全一直是用戶關(guān)心的重要問題，由于養(yǎng)魚常處于惡劣的水文條件，網(wǎng)箱損壞的情況經(jīng)常發(fā)生，給養(yǎng)殖戶造成很大經(jīng)濟(jì)損失。研究、制作安全可靠的網(wǎng)箱一直是網(wǎng)箱使用者、研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。計(jì)算機(jī)仿真研究一直是研究者采取的主要方法，由于缺少真實(shí)數(shù)據(jù)，仿真模型往往存在很大誤差；

2、因此，針對上述描述的技術(shù)問題亟需一種重力式網(wǎng)箱及其水下變形、體積監(jiān)控的動態(tài)研究方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服上述技術(shù)的缺陷，提供一種重力式網(wǎng)箱及其水下變形、體積監(jiān)控的動態(tài)研究方法。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為一種重力式網(wǎng)箱，

3、包括網(wǎng)箱浮圈、底圈和立網(wǎng)，所述立網(wǎng)上、下端分別連接有網(wǎng)箱浮圈、底圈；

4、所述網(wǎng)箱浮圈和底圈之間均勻設(shè)有多個(gè)立柱，所述立柱上、下端分別和網(wǎng)箱浮圈、底圈連接，用于支撐網(wǎng)箱浮圈和底圈，減小立網(wǎng)的變形，保護(hù)網(wǎng)箱的體積；

5、所述底圈內(nèi)設(shè)有底網(wǎng)；

6、所述網(wǎng)箱浮圈、底圈、立網(wǎng)、底網(wǎng)和立柱組成網(wǎng)箱；

7、所述網(wǎng)箱上設(shè)置有多個(gè)水文傳感器、液位傳感器；

8、所述網(wǎng)箱上設(shè)有信號控制器。

9、作為改進(jìn)，所述液位傳感器設(shè)置于立網(wǎng)中部，所述水文傳感器設(shè)置于底圈上。

10、作為改進(jìn)，各個(gè)所述液位傳感器通過信號傳輸線和信號控制器連接；

11、各個(gè)所述水文傳感器通過信號傳輸線和信號控制器連接。

12、作為改進(jìn)，所述立柱設(shè)有四個(gè)。

13、一種重力式網(wǎng)箱水下變形、體積監(jiān)控的動態(tài)研究方法，其特征在于：包括以下步驟：

14、s1、將實(shí)驗(yàn)用的重力式網(wǎng)箱模型放入水中；

15、s2、實(shí)驗(yàn)重力式網(wǎng)箱模型上的水文傳感器、液位傳感器檢測到水深、水流數(shù)據(jù)傳遞到信號控制器，由信號控制器通過有線或無線方式，將測量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮战K端，以獲得在當(dāng)時(shí)工況下網(wǎng)箱(1)的實(shí)時(shí)變形狀態(tài)，同時(shí)測量的工況也在后續(xù)的數(shù)值模型中作為輸入的環(huán)境參數(shù)；

16、液位傳感器本質(zhì)上是測量水壓，h＝kp；h：水深，p：傳感器輸出水壓值，k：系數(shù)；

17、水文傳感器用于測量水流速度；

18、網(wǎng)箱不同位置的初始深度(h1)可以根據(jù)水深傳感器的標(biāo)定系數(shù)(k)和輸出的電壓信號(p1)得到；

19、網(wǎng)箱不同位置在水流作用下會發(fā)生變形，由于橫向位移，立網(wǎng)的確會升高，網(wǎng)箱不同位置在水流作用下的深度(h2)可以根據(jù)液位傳感器的標(biāo)定系數(shù)(k)和輸出的水壓值信號(p2)得到；

20、網(wǎng)箱不同位置的縱向位移(δh)可以通過h1和h2得到；

21、h1＝kp1

22、h2＝kp2

23、δh＝h1-h2；

24、s3、接收終端根據(jù)實(shí)時(shí)水文條件，仿真網(wǎng)箱變形；

25、s4、仿真網(wǎng)箱變形與實(shí)測網(wǎng)箱變形對比；

26、網(wǎng)箱的有限元模型在軟件ansys/apdl中建立；

27、由于網(wǎng)箱的組成部分都為細(xì)長結(jié)構(gòu)，所以網(wǎng)箱使用不同的線單元模擬；

28、網(wǎng)箱浮圈和底圈由于有較大的彎矩，所以使用梁單元模擬；

29、立網(wǎng)在合股后，使用桿單元模擬；

30、對于細(xì)長結(jié)構(gòu)，使用morison公式計(jì)算作用在立網(wǎng)、底網(wǎng)上的流體力；輸入的流速為上述過程中測量的結(jié)果；

31、應(yīng)用apdl中的隱式方法對網(wǎng)箱在水流作用下的變形進(jìn)行瞬態(tài)分析，得到網(wǎng)箱的形變，與上述測量結(jié)果進(jìn)行比較；

32、s5、修改仿真模型，使其更符合實(shí)際；

33、經(jīng)過上述驗(yàn)證，當(dāng)數(shù)值結(jié)果和測量結(jié)果差距小于10％，數(shù)值結(jié)果在可接受的范圍內(nèi)時(shí)；將數(shù)值結(jié)果所有節(jié)點(diǎn)的位移輸出，使用cad軟件將所有節(jié)點(diǎn)輸入，形成實(shí)體，該實(shí)體的體積即為網(wǎng)箱的體積；

34、s6、使用精準(zhǔn)模型指導(dǎo)大型網(wǎng)箱設(shè)計(jì)；

35、將上述得到的體積結(jié)果和測量的縱向位移對應(yīng)，即可達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)箱1體積的效果。

36、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

37、本方案通過設(shè)置的水文傳感器、液位傳感器，可以實(shí)時(shí)獲取網(wǎng)箱模型的變形數(shù)據(jù)，然后通過信號控制器把數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨渡蟨c機(jī)等接收終端，接收終端得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以用來驗(yàn)證數(shù)值模型中計(jì)算的網(wǎng)衣變形，然后通過數(shù)值模型計(jì)算網(wǎng)衣的體積；在長期的監(jiān)控中，通過結(jié)合數(shù)值計(jì)算結(jié)果，可以達(dá)到對網(wǎng)箱體積的監(jiān)控，方便在實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造不同的水文條件，比如水流速度；在各種數(shù)據(jù)支持下，能數(shù)值模型精度提高，有利于實(shí)用網(wǎng)箱設(shè)計(jì)，更便于設(shè)計(jì)出符和水域情況的網(wǎng)箱。

技術(shù)特征：

1.一種重力式網(wǎng)箱，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重力式網(wǎng)箱，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種重力式網(wǎng)箱，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重力式網(wǎng)箱，其特征在于：

5.一種根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的重力式網(wǎng)箱的水下變形、體積監(jiān)控的動態(tài)研究方法，其特征在于：包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種重力式網(wǎng)箱及其水下變形、體積監(jiān)控的動態(tài)研究方法，包括網(wǎng)箱浮圈、底圈和立網(wǎng)，網(wǎng)箱浮圈和底圈之間均勻設(shè)有多個(gè)立柱，底圈內(nèi)設(shè)有底網(wǎng)；網(wǎng)箱上設(shè)置有多個(gè)水文傳感器、液位傳感器；網(wǎng)箱上設(shè)有信號控制器；通過設(shè)置的水文傳感器、液位傳感器，實(shí)時(shí)獲取網(wǎng)箱模型的變形數(shù)據(jù)，通過信號控制器把數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨渡螾C機(jī)等接收終端，接收終端得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以用來驗(yàn)證數(shù)值模型中計(jì)算的網(wǎng)衣變形，然后通過數(shù)值模型計(jì)算網(wǎng)衣的體積；在長期的監(jiān)控中，結(jié)合數(shù)值計(jì)算結(jié)果，達(dá)到對網(wǎng)箱體積的監(jiān)控，方便在實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造不同的水文條件，比如水流速度；在各種數(shù)據(jù)支持下，能數(shù)值模型精度提高，有利于實(shí)用網(wǎng)箱設(shè)計(jì)，更便于設(shè)計(jì)出符和水域情況的網(wǎng)箱。

技術(shù)研發(fā)人員：劉中馳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：劉中馳
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/22