基于流固耦合的尼龙网流场特性及变形分析

考虑到柔性网衣在水流作用下易发生变形，会造成网箱有效体积减小并伴随网衣撕裂风险，因此研究网衣周围流场变化及网衣变形特性具有重要意义。基于剪应力SST k-ω湍流模型，结合ANSYS Workbench的单向流固耦合(Fluid-Solid Interaction, FSI)方法，将网衣所受压力作为输入载荷施加在平面网表面，研究在不同流速、网衣密实度和攻角情况下平面尼龙无结网衣的流场特性，对大变形非线性网衣结构的有限元模型进行分析。结果表明基于FSI的单向耦合数值模拟用于平面网衣变形及流场特性分析具有可行性，网衣造成的流速降低现象在不同攻角条件下的差异较明显。得到网衣水动力系数在不同流速、网衣密实度和攻角下的变化情况，以及平面网的等效应力分布特点和变形随攻角变化的特性，发现从网衣中心网线至边缘位置网线处的应力由大逐渐变小，最终在网线固定端附近发现应力最大位置。

Flow Field Characteristics and Deformation Analysis of Nylon Net Based on Fluid-Structure Coupling