[发明专利]一种网箱网衣受力易损部位检测系统

权利要求书

1.一种网箱网衣受力易损部位检测系统，其特征在于，包括

网箱网衣基本特征及初始状态模块，用于对网衣基本参数的输入进行读取与构建；

外部海洋流场环境特征模块，用于对外部环境流场参数进行读取与构建；

项目控制与展示模块，负责启动整个系统的计算过程及绘制输出结果；

其中，项目控制与展示模块包括算法模块、存储模块；

读取已构建完成的网箱网衣基本特征及初始状态模块、外部海洋流场环境特征模块，将读取到的网衣基本信息作为初始结果，存入到存储模块中；根据算法模块的计算结果，统计所有网衣基本单元的拉力分布情况，记录并输出拉力前10%的结节所对应的序号和时间，该位置即为网衣受力易损部位；

其中，算法模块选用四阶龙格库塔算法或Newmark-β算法进行计算：

选用四阶龙格库塔算法进行计算，在x方向上，所述算法模块中求解算法的过程如下：

1）计算当前时刻下所有质量体的加速度，其计算公式为：

将加速度看成是关于时间和的函数，该函数用表示；表示当前时刻的速度，表示当前时刻的位置，为第个质量体的质量，为第个质量体的质量，表示第个质量体沿方向上的结构力，表示第个质量体沿方向上的结构力，表示第个质量体沿方向上的拖曳力，表示第个质量体沿方向上的拖曳力，表示第个质量体沿方向上的流体升力，表示第个质量体沿方向上的流体升力；

2）计算下一时刻的速度和位置，计算公式为：

（9）

（10）

其中，表示下一时刻的速度，表示下一时刻的位置，表示计算的时间步长，分别为龙格库塔计算的参数；

选用Newmark-β算法进行计算，在x方向上，所述算法模块中求解算法的过程如下：

1）计算当前时刻下所有质量体的加速度，其计算公式为：

（8）

将加速度看成是关于时间和的函数，该函数用表示；

2）计算下一时刻的加速度和速度，计算公式为：

其中，表示下一时刻的速度，和β分别为算法预设参数。

2.如权利要求1所述的网箱网衣受力易损部位检测系统，其特征在于，所述网衣基本参数包括：弹性系数 和；拖曳力系数；升力系数；每一个质量体的序号、位置、密度、直径；目脚数量；链接的质量体序号、与链接的结节距离的临界长度、直径、密度；固定质量体的数量；固定质量体的序号。

3.如权利要求1所述的网箱网衣受力易损部位检测系统，其特征在于，所述外部环境流场参数包括：重力加速度；流体密度；总运行时间；计算时间间隔；流场水流流速；流场水流方向。

4.如权利要求1所述的网箱网衣受力易损部位检测系统，其特征在于，所述项目控制与展示模块包括状态更新模块、求解模块，状态更新模块根据所述存储模块中存储的当前时刻下所有基本单元的位置和速度，计算当前时刻下网衣所有基本单元的受力情况，并将结果存入到求解模块中；所述求解模块用于接受所述状态更新模块计算的结果，供所述算法模块读取和使用，确保二者实现高效交互。

5.如权利要求4所述的网箱网衣受力易损部位检测系统，其特征在于，所述算法模块，根据状态更新模块所提供的当前时刻下的结果，计算下一时刻网衣的形变及受力情况，其处理过程包括：

1）建立状态更新模块；

2）通过状态更新模块计算获取当前时刻下网衣所有基本单元的受力情况，其中受力情况包括：空间坐标系下三个方向上的流体力分量和拉力分量以及合力大小；

3）根据获取的受力情况，计算当前时刻下网衣所有基本单元的加速度；

4）将当前时刻的所有基本单元的受力情况和加速度存储到存储模块中；

5）根据所选算法，计算下一时刻所有基本单元的位置和速度；

6）重复步骤2）-步骤5），直到到达运行结束时间。