天津大学建筑工程学院陈伟团队在《海洋技术学报》发表论文《单点系泊船形养殖设施的水动力性能研究》。该论文针对中国沿海浮式养殖设施受季风、台风影响不利于多点固定系泊的问题,采用单点系泊系统适配船型养殖设施,通过AQWA软件开展水动力性能数值分析,完成不同入射角度下浮框的频域与时域计算,分析多工况下设施运动及系泊力响应,为作业海域设施在位安全提供科学评估依据。

随着海鲜市场需求扩大,近岸养殖已难以满足品质与产量需求,养殖区域向深远海拓展成为必然趋势。但深远海养殖受海洋环境影响大,系泊安全是关键难题,单点系泊因适配恶劣环境、保障在位安全的优势,成为深远海养殖设施的重要选择。此次研究聚焦计划安装于黄海冷水团海域的“海鑫”号钢质单点系泊船形养殖设施,该设施型长216.75米、型宽53.95米,含2个养殖网体,采用桩基底座、系泊链等组成的单点系泊系统,专为大黄鱼、大西洋鲑鱼半野生化养殖研制。
团队基于势流理论,将设施3个浮框视为独立刚体建立几何模型,网格划分精度1.2米,按1.5米吃水深度建模,通过频域计算分析0°、30°、60°、90°四种浪向夹角下的幅值响应算子、辐射阻尼等参数,结合时域计算模拟波流联合作用下的运动响应。研究发现,设施六自由度运动响应以纵荡、纵摇为主,波浪入射角度趋近90°时横荡运动显著增大;不同波流组合中,0°水流与30°波浪作用下系泊力最大,为关键安全工况;高频一阶波浪力几乎不引发浮框纵向运动,验证了单点系泊设计的合理性。
该研究通过系统的数值模拟与工况分析,明确了船形养殖设施在复杂海洋环境中的水动力特性,为深远海养殖装备的系泊系统优化、安全评估提供了关键技术支撑,助力推动我国深远海养殖产业高质量发展。