摘要：水质检测是深远海集约化养殖的重要环节,水质好坏直接影响着鱼类的生长。目前,水质检测的主要方式是构建水质监测网络系统和人力采集水样检测,这些检测方式存在操作复杂且效率低、作业区域受限、监测周期长等问题。为此,研发设计了一款用于养殖工船水质检测的作业型水下机器人。首先提出水质检测系统和水下机器人系统的总体设计方案。然后利用Solidworks建模软件对水下机器人机械结构进行整体设计,外壳采用流线型结构,其上搭载抽水管口,采用水平2个和垂直4个推进器布局设计,保证水下机器人能够自由运动;基于Ansys软件对机器人的外壳、固定结构和耐压舱等进行应力数值模拟,并结合理论计算对机器人的设计进行完善。最后完成机器人样机软件调试以及性能、自由度和水质检测等水下试验测试。结果表明:水下机器人的密封性、自由度、抽水检测等性能试验均满足工作要求,可以达到对指定位置进行分层和定点水质采样,所获得的水质检测数据可为水产养殖提供数据参考。

摘要：优质的海水是深远海集约化养殖成功的前提,提升养殖水体的溶解氧对于高密度养殖至关重要。增氧锥是养殖水体最高效的增氧设备之一。针对深远海养殖工船空间紧凑的现状,对增氧锥外形进行优选,并开发相关配件,以达到高效增氧和节约空间的目的。采用流体仿真技术,利用其文丘里结构产生的射流、偏流、回流现象获得增氧效果;通过设计开发微孔曝气射流装置,借助微气泡原理和二次射流效果,进一步提升了增氧锥中氧气溶于水的效率。流体仿真软件结果显示,在其他条件相同的情况下,增氧锥截面角度为28°时,液速峰值最高,产生的溶解氧效果最佳;有无曝气管射流的对比实验结果显示,加装曝气管的增氧锥增氧速度较快,该配件对于增氧锥的作业有良好的辅助功能,具有较好的应用价值。

摘要：分析养殖工船养殖水舱结构在各种载荷工况下关键区域的应力及变形特性,参照CCS《海上渔业设施检验指南》及相关规范,建立养殖工船三舱段结构模型,进行强度计算分析,采用子模型方法对关键区域进行细化网格强度计算,结果表明,根据《海上渔业设施检验指南》,能够形成一套较完整的养殖工船结构设计及直接计算强度验证流程;养殖工况隔舱装载情况下,应重点关注横向强框架的结构设计;在养殖舱角隅设置垂向三角舱的舱壁板与横、纵水平框架的交点处会产生明显的应力集中;基于结构应力水平,养殖水舱横向强框架可进行构件尺寸差异化设计,优化结构重量。

摘要：深远海养殖工船是一种可移动的海上养殖平台,借助新型锚泊系统,用于深远海鱼类养殖,能够减少环境污染、提高水产品质量、躲避台风等自然灾害侵袭,较好地解决了传统养殖业发展不可持续的问题,是离岸养殖业发展的一个新方向。养殖工船的锚泊系统既不同于传统运输船舶临时锚泊系统,也不同于海洋工程的定位锚泊系统,并且与养殖工船的运营安全和成本控制密切相关,因此,对超大型养殖工船锚泊系统的设计和优化分析非常必要。本研究基于30万t级超大型养殖工船项目,开展单点锚泊系统设计及优化。通过WRF模式和三维变分同化系统(3DVAR)进行近岸风场模拟,利用高分辨率的风场模式连续模拟30年序列的锚地区域的风速年最大极值,基于Weibull型分布推算不同重现期的风速极值,并利用风场模式进行30年的波浪预报,采用有限体积三维全动力海流模型(FVCOM)进行水位和海流分析;借助Orcaflex软件开展船体与锚泊系统的时域耦合动力分析,输入海浪模拟结果,开展养殖工船锚泊系统分析,理论计算得到合适的锚链参数。结果表明:针对30万t级养殖工船,选取直径122 mm船用3级有档锚链,长度440 m,能够在6级海况下进行锚泊养殖作业,锚链张力安全系数大于1.67,是安全可行的,为深远海养殖工船锚泊系统设计提供参考。

摘要：为解决养殖工船养殖舱壁固体废料附着堆积、人工清洁效率低、不能及时清理等问题,设计了一种适用于养殖工船养殖舱的清洁系统。该清洁系统结合养殖舱的养殖特点,设计有清洁装置、绕行装置、传动装置以及排污装置。通过仿真试验分析,得到系统合适的运行速度以及清洁装置不同工况下的清洁效率。结果显示,系统的运行速度应该控制在0.5 m/s以内,运行速度越慢,系统的清洁效率越高,提高毛刷的转速能够有效提高清洁效率。毛刷在单位路径下的工作圈数与清洁效率正相关,当运行速度为0.2 m/s、转速为190 r/min时,清洁效果比较理想。清污刮板为30°时,可有效清除残留附着物。研究表明,该清洁系统可解决养殖舱在养殖过程中的清洁问题,且结构紧凑有效,具有较高的工作效率和性价比,有较好的推广价值。

摘要：随着深海养殖技术的发展和应用,补给船旁靠养殖工船进行补给作业受到越来越多的关注。针对海上单点单锚形式的养殖工船设计一种旁靠补给作业系统,建立水动力耦合模型,基于多浮体水动力学和全耦合时域法研究其水动力性能。研究表明:由于两船存在一定尺度差,波浪入射方向对补给船运动响应有一定影响,补给船在旁靠作业时有艉离的趋势。研究结果为实际工程提供设计理论依据。

摘要：[目的]为研究多液舱养殖工船在横向波浪激励下,其液舱晃荡与船体运动的时域耦合问题,对其进行数值模拟。[方法]采用脉冲响应函数法预报船体运动,基于CFD理论模拟计算液舱晃荡问题,并讨论壁面剪切力对液舱晃荡的影响。为验证数值方法的可靠性,进行载液工船模型横摇自由衰减试验,并将试验结果与数值结果进行对比。同时,在此基础上,提出多液舱模型的二维简化方法。[结果]计算结果表明:在横向波浪激励下,波浪频率为0.5 rad/s时,液舱晃荡使养殖工船横摇幅值响应算子峰值增大了43%。液舱晃荡可能会给载液船舶的安全性带来风险,应该在设计阶段充分考虑。[结论]研究成果可为多液舱船的优化设计提供参考。

摘要：以大黄鱼为例,阐述大型养殖工船船载加工系统主要加工工艺的选取,并根据工艺要求,分析和探讨分级系统、制冰系统、速冻系统和其他配套设备的功能需求,研究结果可指导大型养殖工船加工系统的方案设计,为未来养殖工船加工系统发展的方向和思路提供参考。

摘要：深远海养殖工船作为一种典型的具有自航能力且长期系泊在固定海域作业的工程船舶,稳性安全至关重要。文章通过分析养殖工船的作业特点,结合相关规范要求,初步建立了养殖工船稳性设计准则。继而以某养殖工船实际设计项目为依托,对船体进行完整稳性和破损稳性计算分析,并根据设计准则进行了校核。针对自由液面过大的问题,对养殖水舱进行了优化设计。结果表明:该类型养殖工船能够较好地满足稳性设计准则的要求,完整稳性及破损稳性有较大的裕度。

摘要：大型养殖工船为新船型,针对其没有专门规范参照的现状,目前通过采用装载和布置等相似的船舶规范的方式进行基本结构设计,文中介绍了该船从基本结构设计到直接计算法强度校核流程和该船结构设计的注意事项,为研究后续该类船舶的设计方法提供参考,达到不断优化该类船舶结构设计的目的。