船型桁架結(jié)構(gòu)網(wǎng)箱單點(diǎn)系泊受力試驗(yàn)研究

吳元緊，黃小華，劉海陽(yáng)，胡 昱，陳昌平，袁太平，王紹敏，陶啟友

（1. 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所/廣東省網(wǎng)箱工程技術(shù)研究中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部外海漁業(yè)開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510300； 2. 大連海洋大學(xué)海洋與土木工程學(xué)院，遼寧 大連 116023）

深海網(wǎng)箱是發(fā)展現(xiàn)代海洋漁業(yè)的一種重要養(yǎng)殖裝備，其組成一般包括框架系統(tǒng)、網(wǎng)衣系統(tǒng)和錨碇系統(tǒng)。其中錨碇系統(tǒng)作為保障網(wǎng)箱安全運(yùn)行的關(guān)鍵組成部分[1]，一直是網(wǎng)箱抗風(fēng)浪性能研究的重點(diǎn)。深海網(wǎng)箱系泊形式主要分為多點(diǎn)式和單點(diǎn)式。多點(diǎn)式采用多個(gè)錨點(diǎn)固定網(wǎng)箱，網(wǎng)箱活動(dòng)范圍穩(wěn)定、占用海域面積小，與其相關(guān)的水動(dòng)力特性研究較多。宋協(xié)法等[2]根據(jù)Morison公式建立數(shù)學(xué)模型，采用Goodman-Lance方法求得網(wǎng)箱受力，并基于此方法對(duì)網(wǎng)箱的錨泊系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。Hou等[3-4]研究了極限狀態(tài)下網(wǎng)格式系泊系統(tǒng)的可靠性，通過(guò)對(duì)網(wǎng)箱系泊系統(tǒng)疲勞損失的研究，建立數(shù)值模型用以預(yù)測(cè)系泊系統(tǒng)的失效概率。

然而，傳統(tǒng)的多點(diǎn)式系泊網(wǎng)箱一般需要通過(guò)精確調(diào)整以使每個(gè)錨所受荷載相當(dāng)，安裝工藝較為復(fù)雜[5]，加上多點(diǎn)系泊網(wǎng)箱的活動(dòng)范圍較為固定，常年大規(guī)模養(yǎng)殖容易造成局部海洋環(huán)境污染，不利于養(yǎng)殖生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品。相比較多點(diǎn)式系泊方式，單點(diǎn)系泊網(wǎng)箱能夠隨著漲落潮在風(fēng)浪流作用下進(jìn)行360°全方位旋轉(zhuǎn)，即風(fēng)標(biāo)效應(yīng)，有效增加網(wǎng)箱的活動(dòng)區(qū)域，大幅減少魚(yú)餌殘料、魚(yú)排泄物等廢棄物的海底沉積，并且單點(diǎn)系泊方式所需的硬件、安裝和維護(hù)成本上也能大幅降低[6]。因此，單點(diǎn)式系泊被推薦為多點(diǎn)式系泊的替代方案[7]，國(guó)內(nèi)外已有較多企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)開(kāi)展相關(guān)研究，尤其在高海況條件下單點(diǎn)系泊網(wǎng)箱的安全性分析吸引了廣泛關(guān)注。如2018年由挪威NSK公司研發(fā)設(shè)計(jì)、中集來(lái)福士公司負(fù)責(zé)建造的“Havfarm 1”深海養(yǎng)殖工船采用外轉(zhuǎn)塔單點(diǎn)系泊系統(tǒng)[8]，采用單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的大型船型養(yǎng)殖設(shè)施，往往需要考慮極限狀態(tài)對(duì)系泊系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以保證錨泊足夠的安全可靠性[9]。由于實(shí)際海況環(huán)境條件下網(wǎng)箱所受的動(dòng)力荷載是實(shí)時(shí)變化的，在研究分析單點(diǎn)系泊系統(tǒng)時(shí)需要考慮系泊系統(tǒng)和網(wǎng)箱之間的耦合以及網(wǎng)箱的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)[10]。目前常用的研究方法有數(shù)值模擬、物理模型試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量等。中國(guó)臺(tái)灣學(xué)者Huang等[11-12]、Huang和Pan[13]采用數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的方法研究網(wǎng)箱的系泊受力，驗(yàn)證數(shù)值模型的有效性，并評(píng)估了纜繩失效的風(fēng)險(xiǎn)。Xu等[14]建立數(shù)值模型研究網(wǎng)箱前部剛性框架、連接點(diǎn)深度以及錨繩斜率對(duì)波流作用下單點(diǎn)系泊重力式網(wǎng)箱錨繩拉力的影響，并將結(jié)果與物理模型試驗(yàn)[15-17]進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證了該數(shù)值模型的可靠性。Huang等[18]通過(guò)物理模型試驗(yàn)，比較了3種不同的單點(diǎn)系泊方式并基于其中錨繩受力最小的系泊方式研究了網(wǎng)箱在波浪流作用下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。

本文針對(duì)一種船型桁架結(jié)構(gòu)網(wǎng)箱的單點(diǎn)系泊系統(tǒng) (Single-point mooring, SPM)，通過(guò)模型比尺為1∶40的網(wǎng)箱水動(dòng)力物理模型試驗(yàn)，研究分析了在不同系泊方式、波浪流和有無(wú)網(wǎng)衣條件下網(wǎng)箱系泊受力情況，旨在了解網(wǎng)箱單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的安全性能，為深海養(yǎng)殖網(wǎng)箱的安全性評(píng)估及錨泊系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 設(shè)備與儀器

本研究船型桁架結(jié)構(gòu)網(wǎng)箱單點(diǎn)系泊受力試驗(yàn)在中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院江蘇如東試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)水池長(zhǎng) 50 m、寬 26 m、深 1.2 m，造波機(jī)總寬 24 m，單塊造波板寬度為0.5 m。水池前端及兩側(cè)配備直立式消能網(wǎng)，尾端為斜坡式消能網(wǎng)，用以減少波浪反射對(duì)試驗(yàn)的影響。浪高測(cè)量?jī)x器為大連理工大學(xué)海岸及近海工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制的LYL-Ⅲ型浪高儀，量程介于0～50 cm，測(cè)試相對(duì)誤差小于1%。系泊力測(cè)量采用應(yīng)變式水下拉力計(jì)，具有良好的溫度特性和水密性能，測(cè)力計(jì)量程200 N，誤差小于1%。水流流速采用ADV聲學(xué)多普勒流速儀測(cè)量，該儀器采樣頻率為200 Hz，測(cè)量量程為1 m?s–1，精度為測(cè)量值的 0.5%。對(duì)邊界測(cè)量、底部測(cè)量和貼近水面的測(cè)量均能獲得非常理想的數(shù)據(jù)。

1.2 網(wǎng)箱模型與布置

網(wǎng)箱采用全錨鏈單點(diǎn)系泊系統(tǒng)，主體為船型桁架與浮體混合結(jié)構(gòu)，能夠在臺(tái)風(fēng)大浪來(lái)臨時(shí)自適應(yīng)調(diào)整自身位置，大幅減小風(fēng)浪對(duì)網(wǎng)箱的沖擊，具備安全性高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，網(wǎng)衣鋪設(shè)固定在桁架內(nèi)側(cè)，即使在大水流的作用下也能保證網(wǎng)箱的養(yǎng)殖空間 (圖1)。同時(shí)可通過(guò)網(wǎng)箱前、后端浮體壓載水實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的整體上浮和下潛，滿(mǎn)足養(yǎng)殖過(guò)程的操作需求。原型網(wǎng)箱長(zhǎng)102.2 m、寬35.1 m、型深9 m，艏部浮體高 17.5 m，艉部浮體高 17 m，正常吃水8.2 m。錨鏈采用直徑62 mm的AM 3級(jí)錨鏈鋼，其單位長(zhǎng)度質(zhì)量為 84.2 kg?m–1。

圖1 船型桁架結(jié)構(gòu)深海養(yǎng)殖網(wǎng)箱設(shè)計(jì)示意圖Figure 1 Schematic diagram of design of deep-sea aquaculture cage with ship-type truss structure

本試驗(yàn)采用正態(tài)模型，根據(jù)《波浪模型試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ/T 234—2001) 相關(guān)規(guī)定，同時(shí)考慮設(shè)備的綜合能力，模型比尺設(shè)定為1∶40。根據(jù)重力相似準(zhǔn)則，時(shí)間比尺為1∶，動(dòng)力相似比尺為1∶64 000，網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)主要參數(shù)見(jiàn)表1，模型試驗(yàn)布置見(jiàn)圖2。由于原型網(wǎng)衣的網(wǎng)目及線(xiàn)徑尺寸較小，若按照1∶40的比尺進(jìn)行縮放，現(xiàn)實(shí)試驗(yàn)中往往很難實(shí)現(xiàn)，關(guān)于這方面的研究各國(guó)學(xué)者也開(kāi)展了很多工作，謝璇[19]詳細(xì)探討了關(guān)于網(wǎng)衣的相似準(zhǔn)則及應(yīng)用的合理性。本試驗(yàn)采用桂福坤等[20]、李玉成等[21]提出的網(wǎng)衣變尺度相似準(zhǔn)則，即網(wǎng)衣三維大尺度的長(zhǎng)寬高采用大比尺1∶40，網(wǎng)目及目腳直徑采用小比尺，設(shè)定為1∶1，網(wǎng)衣材質(zhì)采用與原型網(wǎng)衣相同的聚乙烯 (PE) 網(wǎng)，網(wǎng)衣底部與桁架底端連接固定。為了最大程度減小邊界效應(yīng)的影響，同時(shí)滿(mǎn)足試驗(yàn)規(guī)程的相關(guān)要求，網(wǎng)箱模型布置與造波板距離應(yīng)大于6倍波長(zhǎng)。

圖2 模型試驗(yàn)布置圖Figure 2 Layout of model test

表1 網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)主要參數(shù)Table 1 Main parameters of cage

1.3 波浪要素和數(shù)據(jù)采集

根據(jù)重力相似原理，幾何比尺1∶40，試驗(yàn)波浪流要素見(jiàn)表2。模型放置之前，先進(jìn)行湊波、湊流試驗(yàn)，波浪平均波高和波周期偏差控制在±3%，水流平均流速偏差控制在±5%。規(guī)則波采用10～20個(gè)波的平均波高，每組工況進(jìn)行多次試驗(yàn)，分析結(jié)果，剔除明顯錯(cuò)誤或重復(fù)性不好的試驗(yàn)組次，保留3組重復(fù)性較好的試驗(yàn)組次，取平均值。

表2 試驗(yàn)波浪參數(shù)Table 2 Wave parameters in physical model test

1.4 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)主要研究網(wǎng)箱2種系泊方式網(wǎng)箱受力，一種為正常工況，單點(diǎn)雙側(cè)“Y”字型系泊 (圖3-a)，另一種基于“Y”字型的單側(cè)失效工況 (圖3-b中“一”字型系泊)。

雙側(cè)“Y”字型系泊，前段兩根1.5 m長(zhǎng)錨鏈與網(wǎng)箱艏部?jī)啥讼噙B，后段一根0.75 m長(zhǎng)錨鏈與錨固點(diǎn)連接，節(jié)點(diǎn)處懸一掛重，質(zhì)量78 g (原型5 t)。測(cè)量該系泊方式下的網(wǎng)箱受力需兩個(gè)測(cè)力計(jì)，分別布置在圖3-a中①和②號(hào)點(diǎn)，網(wǎng)箱系泊受力數(shù)據(jù)采用兩個(gè)測(cè)力計(jì)在網(wǎng)箱中線(xiàn)上的合力，計(jì)算方式如下：

“一”字型系泊，作為“Y”字型系泊一側(cè)失效的情況，通過(guò)一根2.25 m長(zhǎng)的錨鏈與網(wǎng)箱艏部相連，在錨鏈距離底端0.75 m處懸一相同掛重。該種布置方式只需一個(gè)測(cè)力計(jì)，放置在錨鏈末端圖3-b中③號(hào)點(diǎn)位置，該點(diǎn)受力即為網(wǎng)箱系泊受力，計(jì)算方式如下：

圖3 2種系泊方式示意圖Figure 3 Schematic diagram of two mooring modes

式 (1) 和 (2) 中：F為網(wǎng)箱系泊受力合力；F1、F2、F3分別為①、②、③號(hào)點(diǎn)的測(cè)力計(jì)所測(cè)網(wǎng)箱受力。

通過(guò)波浪試驗(yàn)對(duì)比分析2種系泊方式條件下的網(wǎng)箱受力變化，了解“Y”字型系泊一側(cè)失效后會(huì)引起網(wǎng)箱的受力如何變化，從安全性、穩(wěn)定性等方面評(píng)估其風(fēng)險(xiǎn)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)展“Y”字型系泊網(wǎng)箱受外界環(huán)境和自身結(jié)構(gòu)等因素影響的相關(guān)試驗(yàn)研究。外界環(huán)境因素主要分析波浪流對(duì)網(wǎng)箱受力的影響，自身結(jié)構(gòu)因素主要分析網(wǎng)箱在有網(wǎng)衣和無(wú)網(wǎng)衣時(shí)的受力，旨在為網(wǎng)箱系泊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝、維護(hù)及運(yùn)行等提供數(shù)據(jù)參考和理論依據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 2種系泊方式受力比較

采用“一”字型和“Y”字型2種不同系泊方式時(shí)，網(wǎng)箱在不同波高和周期的規(guī)則波作用下受力變化情況見(jiàn)圖4。2種系泊方式的網(wǎng)箱受力均隨著波高的增加而增大，相同波況條件，“一”字型系泊網(wǎng)箱受力總比“Y”字型系泊大，增幅見(jiàn)表3。波高H=7.5 cm時(shí)網(wǎng)箱受力的增幅最大，H=15 cm時(shí)增幅最小。這是因?yàn)樾〔ǜ邨l件下網(wǎng)箱的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)程度較低，2種系泊方式的網(wǎng)箱受力較小，隨著波高的增加，網(wǎng)箱運(yùn)動(dòng)響應(yīng)程度顯著提升，網(wǎng)箱受力也隨之明顯增大。但2種系泊方式的網(wǎng)箱受力在增量上雖有所差異卻沒(méi)有形成數(shù)量級(jí)差，因此整體上網(wǎng)箱受力增幅的變化趨勢(shì)為隨波高的增加而減小。

圖4 不同系泊方式下網(wǎng)箱隨波高、周期變化受力曲線(xiàn)Figure 4 Stress curves of net cage with wave height and period under different mooring modes

表3 單側(cè)失效后網(wǎng)箱受力變化Table 3 Force change of cages after unilateral failure

同時(shí)，也正因?yàn)樾〔ǜ邥r(shí)的網(wǎng)箱受力較小，受外界影響的相對(duì)誤差更大，比值關(guān)系將進(jìn)一步放大誤差，僅采用增長(zhǎng)幅度或比值作為分析依據(jù)難以更好地說(shuō)明試驗(yàn)結(jié)果，因此考慮結(jié)合絕對(duì)值增量進(jìn)行對(duì)比分析?？梢钥闯?，不管是“一”字型系泊還是“Y”字型系泊，網(wǎng)箱受力均隨著波高的增加而增大，周期較小(T=1.4 s)時(shí)這種變化趨勢(shì)更為明顯。但同時(shí)兩者之間的差值也越來(lái)越大 (表3)，單側(cè)失效后網(wǎng)箱受力增量隨波高的增加而增大。

系泊方式的改變會(huì)引起網(wǎng)箱受波浪作用后的整個(gè)形態(tài)發(fā)生較大變化，采用“Y”字型系泊時(shí)，潛浮式網(wǎng)箱艏部梯形擋板結(jié)構(gòu)是影響網(wǎng)箱水阻力大小的主要原因，采用“一”字型系泊時(shí)，影響網(wǎng)箱受力大小除艏部擋板外還有側(cè)邊網(wǎng)箱的桁架結(jié)構(gòu)。如網(wǎng)箱由“Y”字型系泊一側(cè)失效后變?yōu)椤耙弧弊中拖挡矗疾繐醢鍟?huì)由正向面對(duì)波浪 (圖3-a)，轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度變?yōu)閭?cè)向面對(duì)波浪 (圖3-b)，網(wǎng)箱桁架結(jié)構(gòu)也更多地暴露在波浪沖擊之下，造成兩者之間的受力大小差異。

2.2 大浪條件下網(wǎng)箱系泊受力

獲取網(wǎng)箱在環(huán)境較惡劣時(shí)的受力數(shù)據(jù)，對(duì)于評(píng)估其安全性和穩(wěn)定性必不可少，同時(shí)還可作為錨泊系統(tǒng)規(guī)格選擇和安裝的參考依據(jù)，為此圍繞“Y”字型系泊網(wǎng)箱在大浪條件下的受力特性開(kāi)展了試驗(yàn)研究。圖5是波高12.5～17.5 cm、周期為1.4～2.1 s時(shí)的網(wǎng)箱系泊受力變化。相同周期時(shí)網(wǎng)箱系泊受力隨波高的增加而增大、周期為1.4 s時(shí)波高從12.5 cm增大到17.5 cm，網(wǎng)箱系泊受力分別增長(zhǎng)了147.4%、162.4%；周期為1.7 s時(shí)分別增長(zhǎng)了118.4%、141.8%；周期為2.1 s時(shí)分別增長(zhǎng)了122.2%、112.7%。隨著周期的增加，網(wǎng)箱受力增幅有所下降。在相同波高條件下網(wǎng)箱受力隨周期的增加逐漸減小，這是因?yàn)殡S著周期的增加，相同波高的波陡減小，使得波浪拍擊在網(wǎng)箱上的有效受力面積減小，同時(shí)波浪“擊打”的頻率也減小，導(dǎo)致網(wǎng)箱受力隨之減小。

圖5 大浪條件下網(wǎng)箱系泊受力變化Figure 5 Change in mooring force under high waves

2.3 流速對(duì)網(wǎng)箱系泊受力的影響

波流聯(lián)合作用是確定網(wǎng)箱惡劣環(huán)境最大受力的重要方式。圖6是在大浪條件下加入3個(gè)不同的流速后網(wǎng)箱系泊力變化曲線(xiàn)。流速介于9.5～19 cm?s–1，網(wǎng)箱系泊受力隨著流速的增加而增大，隨波浪周期的增加而減小。波浪和水流的變化對(duì)網(wǎng)箱系泊受力均有較大影響，波高12.5 cm、周期1.4～2.1 s時(shí)，流速由 9.5 cm?s–1增大至 19 cm?s–1，系泊力分別增加了102%、109%、90%。

圖6 波流聯(lián)合作用下網(wǎng)箱系泊受力變化Figure 6 Mooring force changes under wave-current condition

與純波作用時(shí)的網(wǎng)箱受力相比，波流共同作用下，受力有增也有減。一般情況下，增大流速會(huì)使得網(wǎng)箱的受力增加，但小流速大波高時(shí)存在波流作用下的網(wǎng)箱系泊受力較純波作用小的現(xiàn)象。這可能是因?yàn)榇蟛ǜ邥r(shí)，小流速一定程度上會(huì)減小網(wǎng)箱的縱蕩運(yùn)動(dòng)，使其小于單純波浪條件下的縱蕩幅度，網(wǎng)箱因縱蕩幅度減小，由于慣性運(yùn)動(dòng)作用于錨繩上的脈沖效應(yīng)也相應(yīng)減小，最終導(dǎo)致錨繩受力小于單純波浪條件下的受力。而當(dāng)水流較大時(shí)，水流自身作用于網(wǎng)箱的荷載超過(guò)了網(wǎng)箱慣性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的脈沖效應(yīng)影響，從而導(dǎo)致錨繩受力大于單純波浪條件下的受力。

2.4 網(wǎng)衣對(duì)網(wǎng)箱系泊受力的影響

網(wǎng)衣系統(tǒng)是深海網(wǎng)箱的重要組成部分，網(wǎng)箱添加網(wǎng)衣后，會(huì)增加網(wǎng)箱的自重和水阻力，造成網(wǎng)箱周邊的流場(chǎng)變化，影響網(wǎng)箱受力。本組試驗(yàn)將網(wǎng)箱網(wǎng)衣拆除，以系泊受力為研究對(duì)象，重點(diǎn)開(kāi)展在無(wú)網(wǎng)衣時(shí)網(wǎng)箱受波浪流作用下的受力研究。將試驗(yàn)結(jié)果與網(wǎng)箱有網(wǎng)衣時(shí)的受力進(jìn)行比較，旨在了解網(wǎng)衣對(duì)網(wǎng)箱系泊受力的影響，為網(wǎng)箱的運(yùn)行管理提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。

表4和表5為網(wǎng)箱有、無(wú)網(wǎng)衣時(shí)在純波和波流聯(lián)合作用下的受力變化。無(wú)論是純波還是波流聯(lián)合，當(dāng)網(wǎng)箱增加網(wǎng)衣后，其系泊力明顯增大。工況1—4即純波作用下，網(wǎng)箱增加網(wǎng)衣后系泊力分別增加了138.3%、254.7%、136.9%、159.6% (表4)。同周期時(shí)，隨著波高的增加系泊力增幅也有所增大。

表4 網(wǎng)箱有、無(wú)網(wǎng)衣時(shí)在純波作用下的受力Table 4 Force of net cage with or without netting under pure wave action

表5 網(wǎng)箱有、無(wú)網(wǎng)衣時(shí)在波流聯(lián)合作用下的受力Table 5 Force of net cage with or without netting under combined action of wave and current

工況5—8即波流聯(lián)合作用下的網(wǎng)箱受力，相較于單純的波浪作用，增大水流后網(wǎng)箱的整體受力均大幅增加，如工況1和7，網(wǎng)箱系泊受力在無(wú)網(wǎng)衣和有網(wǎng)衣時(shí)分別增加了9.55和4.69倍 (表5)。這與 Colbourne和 Allen[22]、Cifuentes和 Kim[23]得出的結(jié)論一致，即在波流聯(lián)合作用下，波高和水流流速對(duì)網(wǎng)箱系泊力存在同向影響，但其中流速起主導(dǎo)作用。波浪在水流中的變形，使得一定波高下的波浪對(duì)網(wǎng)箱受力的影響減小；另外，因?yàn)榫W(wǎng)箱艏部為梯形擋板結(jié)構(gòu)，水流的存在會(huì)一直推著整個(gè)網(wǎng)箱向水流方向移動(dòng)，使得錨鏈一直處于有一定預(yù)應(yīng)力的狀態(tài)，減弱了波浪的脈沖作用。因此可以看出，波流作用下網(wǎng)箱增加網(wǎng)衣后其系泊力增大幅度為44.3%、60.9%、28.5%、33.1%，較純波作用時(shí)均有所減小。

3 結(jié)論

本文首先通過(guò)對(duì)比2種單點(diǎn)系泊方式下的網(wǎng)箱系泊受力，分析了系泊失效后引起的網(wǎng)箱受力變化，發(fā)現(xiàn)當(dāng)“Y”字型系泊一側(cè)失效后，將導(dǎo)致網(wǎng)箱安全性明顯降低。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)展“Y”字型系泊網(wǎng)箱受外界環(huán)境 (波浪流作用) 和自身結(jié)構(gòu) (有無(wú)網(wǎng)衣) 等因素影響的相關(guān)試驗(yàn)研究。得出如下結(jié)論：

1) 2種系泊條件下，網(wǎng)箱受力均隨波高的增加而增大。當(dāng)一側(cè)系纜失效，即由“Y”字型系泊變?yōu)椤耙弧弊中拖挡磿r(shí)網(wǎng)箱的受力明顯增大，在本試驗(yàn)工況下 (原型波高 3～6 m，周期 9、11 s)，網(wǎng)箱受力的增幅達(dá)16.1%～75.4%。

2) 大浪條件下網(wǎng)箱受力隨波高的增加而急劇上升，尤其是對(duì)于大而陡峭的波，即波高大、周期短的波浪，網(wǎng)箱受力增幅更為明顯。

3) 波流試驗(yàn)中，網(wǎng)箱系泊受力與流速變化呈正相關(guān)，與周期變化呈負(fù)相關(guān)。與純波試驗(yàn)相比，僅在小流速大波高時(shí)網(wǎng)箱系泊受力因所受慣性力差異影響而有所減小，多數(shù)情況下網(wǎng)箱受力處于增大的變化趨勢(shì)。

4) 網(wǎng)箱有網(wǎng)衣和無(wú)網(wǎng)衣其系泊受力有較大差異。在本文純波試驗(yàn)中網(wǎng)箱增加網(wǎng)衣后其系泊受力均增大了1倍以上；波流共同作用時(shí)，增加網(wǎng)衣后的網(wǎng)箱系泊受力增大，但增幅較純波時(shí)小得多。在表 5中 5—8工況 (原型波高 5、6 m，周期 9 s，流速 0.6、0.9 m?s–1)下，網(wǎng)箱受力增幅介于 30%～60%。