水產養殖自公元前 1000 年就已存在，因其提供可持續魚產品的潛力而獲得廣泛認可。這種養殖形式也稱為圈養，是養魚戶滿足對海鮮和淡水魚日益增長的需求的首選方法。在水產養殖中，選擇正確的位置對于健康養殖至關重要，例如連續流動和遠離高聲壓，即比空氣高四倍的水下輻射噪聲 (URNS) 。不幸的是，不充分的規劃和執行減緩了水產養殖產量的增長，但我們有一個解決方案：流固耦合研究可以幫助設計堅固且可持續的魚籠網，最大限度地減少停滯并確保成功的魚類生產。讓我們一起減少水產養殖的生物足跡，讓它成為一個可持續的、令人興奮的未來，走向藍色革命！

水產養殖從池塘中的小規模開始，隨著市場的增長，有必要確定其他大規模養殖方式，例如在公海中。那是魚籠出現的時候。這些網箱通常配備系泊系統，以將它們保持在固定位置或避免因風、水流和其他環境因素而過度移動。管理網增加了海水網箱養殖場的大量工作量，這需要使用專門的設備。網材的堅固程度決定了網能夠承受不同水動力的程度，而用堅固比來描述網的“緊密度”。根據挪威標準 NS 9415, 網在水中的斷裂強度不應低于其初始強度的 65%。

盡管通常位于偏遠地區，但養魚場也無法免受污染、寄生蟲感染和氧氣水平不足的負面影響。這些因素會導致魚類處于壓力環境中，導致健康狀況不佳和更容易受到感染。因此，當務之急是創建旨在溶解廢物并避免水停滯的養魚場。流量計、pH 計等控制單元可以有效維持支持健康養殖的環境。此外，養殖鉗子、貽貝和牡蠣也可以過濾掉水中溶解的廢物。

通過流固耦合研究減少魚籠中的停滯

在設計魚籠時，必須考慮流動和傳熱方面，因為它們會顯著影響產品的耐用性和結構。通過使用計算機分析和模擬，可以在設計過程的早期識別潛在風險，這比構建物理模型更具成本效益。對于魚籠網中的流固耦合建模、模擬和分析，計算流體動力學 (CFD)/有限元分析 (FEA) 是最有效的工具。例如，這些工具可以幫助確定最好的魚籠材料以承受極端天氣條件并優化網的布置，即網箱之間的距離和一排網箱的數量，以避免停滯并提高魚類產量。

在高水流下，魚的行為與網的堅固性之間存在著至關重要的關系。了解網的堅固性對于模擬穿過養魚場和環繞養魚場的水流至關重要。CFD 模擬和對通過不同凈密度的魚網箱的流量進行全面研究的結果表明，擁有兩排網箱更有利于水交換。與一排研究相比，兩排時流速增加。有趣的是，改變籠中心之間的距離并沒有顯著影響流速。然而，研究人員確實注意到，當中心之間的距離增加時，最后一個籠子的速度略有增加。這些結果表明，多排網箱可能是優化水交換和流速的最佳選擇。

Cadence CFD 解決方案為無與倫比的自由表面建模和可擴展、高度自動化的優化過程提供了專用的虛擬海軍建筑和船舶設計工具。我們的工具可用于上述魚網箱的流固耦合研究，以及優化具有多個目標和約束的水產養殖網箱的設計。

參考

Winthereig-Rasmussen, H., et al., Flow through fish farming sea cages: Comparing computational fluid dynamics simulations with scaled and full-scale experimental data. 海洋工程 (2016)，http://dx.doi.org/10.1016/j。

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文章來源：cadence博客