【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海洋养殖领域，具体涉及一种网片式网衣动力特性分析方法、装置及介质。
技术介绍
1、海洋养殖是海洋经济的重要组成部分，其中最主要的是采用网箱开展鱼类养殖。传统的网箱养殖以搭配浮圈使用的浮式网箱为主，网箱抗风浪能力较差。随着海洋养殖朝深远海发展，行业提出了大型桩柱式围网、大型深水网箱以及与风机基础结构融合的养殖网箱方案，这些网箱均由网衣和钢结构框架组成，钢结构的使用提升了网箱的抗风浪能力，也使得网箱可以大型化。在这个过程中网箱网衣也发生了变化，由传统网箱的网兜式整体网衣转化成了多个网片，网片通过纲绳连接钢结构进行固定，并形成密封网箱。由于网衣为柔性结构，且网线尺度小，数量多，难以推导网衣运动解析解，分析传统网箱网衣的动力响应均通过有限元方法。该方法也可用于上述新型网片的动力响应研究，但有限元方法流程较为复杂，且计算量大，而网衣设计过程中需要考虑诸多参数，如海况输入、网衣大小、网纲参数、网衣参数以及海生物附着等，面临成千上万个组合工况，采用该方法开展网衣优化设计需耗费大量的时间。因此，本专利技术提出了一种网片式网衣动力特性分析方法、装置及介质，给出了网片动力响应的解析解，可直接求得网片张力、变形等动力响应，使得网衣动力响应与各输入参数的关系更为清晰，更大幅降低了网衣设计工作量。
技术实现思路
1、为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供一种网片式网衣动力特性分析方法、装置及介质的技术方案。
2、一种网片式网衣动力特性分析方法，包括：
3、步骤1，用网纲
4、步骤2，进行网衣静力分析；
5、步骤3，进行网衣动力分析，获得网衣动力特性解析解。
6、进一步地，所述步骤2包括：
7、步骤2.1，求解网纲微段平衡微分方程，得到网纲变形曲线解析解；
8、步骤2.2，基于网纲变形协调方程求解网纲张力，得到网纲跨中变形及拉力解析解；
9、步骤2.3，输入海况参数，求解网纲变形，根据最大垂度和跨距的比值来判断网纲是否满足微小振幅假设，即是否满足弦振动理论，若该比值小于参考值，则满足微小振幅假设，可以使用弦振动理论来求解网纲振动频率；若大于等于参考值，则不能使用弦振动理论来求解网纲振动频率。
10、进一步地，所述步骤2.1具体包括：
11、基于网纲可简化为两端固定的悬索模型，其承受沿跨度方向的均布荷载，截取网纲微段，进行受力分析，推导出网纲两端受力及变形曲线的解析解。
12、进一步地，所述步骤2.1中，对于波流垂直入射情况，即网纲两端等高的情况，网纲两端受力及变形曲线的解析解的推导过程如下：
13、网纲微段平衡微分方程为：
14、，
15、式中，为网纲承受的均布荷载，荷载为常数，可简化为，为网纲水平张力，为沿跨距坐标，为网纲变形，积分两次，由边界条件可得：
16、，
17、式中，为网纲长度，令为网纲跨中变形，则有：
18、，，
19、即为网纲变形曲线的解析解，由可知，网纲变形为抛物线，网纲跨中变形为网纲最大变形。
20、进一步地，所述步骤2.2具体包括：
21、由网纲长度以及网纲伸长量，建立网纲变形协调方程，有：
22、，
23、，
24、，
25、式中：为网纲长度，为网纲初始长度，为网纲伸长量，为网纲张力，网纲弹性模量，为网纲横截面积；
26、联立可求得网纲水平张力及网纲跨中变形：
27、，
28、，
29、考虑到实际施工时，会利用预张力张紧网衣，网纲中存在初始网纲水平张力，因此有：
30、，
31、不等高条件下，可求得网纲水平张力及网纲跨中变形：
32、，
33、，
34、，
35、式中，为不等高条件下网纲水平张力，为不等高条件下网纲长度，此时等于为网纲两端的水平距离，为不等高条件下的网纲跨中变形；
36、由此完成网衣静力分析，得到网纲跨中变形及拉力解析解。
37、进一步地，所述步骤2.3具体包括：
38、通过静力分析试算网纲变形，每隔0.5-1.5m深度布置一道网纲，输入海域30-70年一遇海况参数，求解网纲变形，根据最大垂度跨距比值是否小于z，z的范围为0.05-0.08，判断网纲是否满足微小振幅假设，即是否满足弦振动理论，若该比值小于参考值，则满足微小振幅假设，可以使用弦振动理论来求解网纲振动频率；若大于等于参考值，则不能使用弦振动理论来求解网纲振动频率。
39、进一步地，所述步骤3中网纲波浪作用下动力特性解析解如下：
40、，
41、，
42、式中，k是波数，w是波浪圆频率。
43、本专利技术还提供一种网片式网衣动力特性分析装置，包括一个或多个处理器，用于实现如上所述的一种网片式网衣动力特性分析方法。
44、本专利技术还提供一种可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时，实现如上所述的一种网片式网衣动力特性分析方法。
45、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
46、本专利技术通过网衣简化模型提出了一种网衣动力特性解析解，直接给出了网衣动力特性与输出参数之间的关系，简单且准确，计算速度快，大幅降低网衣优化设计工作量。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种网片式网衣动力特性分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种网片式网衣动力特性分析方法，其特征在于，所述步骤2包括：
3.根据权利要求2所述的一种网片式网衣动力特性分析方法，其特征在于，所述步骤2.1具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种网片式网衣动力特性分析方法，其特征在于，所述步骤2.1中，对于波流垂直入射情况，即网纲两端等高的情况，网纲两端受力及变形曲线的解析解的推导过程如下：
5.根据权利要求4所述的一种网片式网衣动力特性分析方法，其特征在于，所述步骤2.2具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种网片式网衣动力特性分析方法，其特征在于，所述步骤2.3具体包括：
7.根据权利要求1所述的一种网片式网衣动力特性分析方法，其特征在于，所述步骤3中网纲波浪作用下动力特性解析解如下：
8.一种网片式网衣动力特性分析装置，其特征在于，包括一个或多个处理器，用于实现权利要求1-7中任一项所述的一种网片式网衣动力特性分析方法。
9.一种可读存储介质，其特征在于，其上存
...【技术特征摘要】
1.一种网片式网衣动力特性分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种网片式网衣动力特性分析方法，其特征在于，所述步骤2包括：
3.根据权利要求2所述的一种网片式网衣动力特性分析方法，其特征在于，所述步骤2.1具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种网片式网衣动力特性分析方法，其特征在于，所述步骤2.1中，对于波流垂直入射情况，即网纲两端等高的情况，网纲两端受力及变形曲线的解析解的推导过程如下：
5.根据权利要求4所述的一种网片式网衣动力特性分析方法，其特征在于，所述步骤2.2具...
【专利技术属性】
技术研发人员：涂智圣，朱嵘华，张才亮，陈勇，刘寒秋，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。