銅合金編織網(wǎng)網(wǎng)片阻力水槽試驗(yàn)研究

王 磊,王魯民,萬(wàn) 榮，劉永利,齊廣瑞，宋 煒

(1中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部東海與遠(yuǎn)洋漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海200090；2上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院,上海 201306)

銅合金材料在海水環(huán)境中具有耐海水腐蝕，抗海洋污損生物附著等特性[1-2]。相比傳統(tǒng)纖維網(wǎng)衣，銅合金網(wǎng)衣的特點(diǎn)使其在海水養(yǎng)殖網(wǎng)箱及養(yǎng)殖圍欄上的應(yīng)用發(fā)展迅速，其中銅合金編織網(wǎng)在大型柱樁式圍欄上的應(yīng)用具有一定代表性[3-4]。銅合金編織網(wǎng)是將銅合金線進(jìn)行雙向隔波彎曲，先軋后編而成的方孔平紋編織網(wǎng)，其互鎖結(jié)構(gòu)使網(wǎng)片結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定[5]。通過(guò)連接柱樁，銅合金編織網(wǎng)構(gòu)成的圍攔網(wǎng)可以經(jīng)受較強(qiáng)浪流作用，且抗生物附著特性可以保持水體流通，降低魚類病害發(fā)生率[6]。隨著養(yǎng)殖設(shè)施裝備的發(fā)展及深遠(yuǎn)海養(yǎng)殖的發(fā)展需求，大型養(yǎng)殖圍欄作為一種可面向外海的養(yǎng)殖設(shè)施，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與安全性評(píng)估需要有更可靠的科學(xué)數(shù)據(jù)支撐，其中網(wǎng)衣的受力及強(qiáng)度設(shè)計(jì)是重要一環(huán)。常見(jiàn)的漁用網(wǎng)衣多為柔性網(wǎng)衣，眾多學(xué)者通過(guò)水槽試驗(yàn)和數(shù)值模擬進(jìn)行網(wǎng)衣的受力研究[7-14]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者也已開(kāi)展過(guò)銅合金網(wǎng)衣的水動(dòng)力性能等研究相關(guān)研究[15-19]，雖然銅合金網(wǎng)衣相比合成纖維網(wǎng)衣具備剛性的特點(diǎn)，但其研究方法和水動(dòng)力衡量參數(shù)是基于柔性網(wǎng)衣的研究基礎(chǔ)，也是通過(guò)水槽試驗(yàn)或數(shù)值模擬等研究方法，研究關(guān)注的內(nèi)容主要是獲得不同種類的銅合金網(wǎng)衣在水中的受力，及其與合成纖維網(wǎng)衣的受力性能對(duì)比等。

本研究通過(guò)開(kāi)展銅合金編織網(wǎng)的水槽試驗(yàn)，獲得可適用于養(yǎng)殖設(shè)施的多個(gè)規(guī)格銅合金編織網(wǎng)網(wǎng)片的水阻力數(shù)據(jù)，并結(jié)合數(shù)值曲線回歸獲得常用規(guī)格的銅合金編織網(wǎng)阻力值計(jì)算公式，同時(shí)基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)初步分析獲得網(wǎng)片的阻力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系，為深遠(yuǎn)海大型圍欄養(yǎng)殖設(shè)施的網(wǎng)衣受力計(jì)算及網(wǎng)衣水動(dòng)力性能分析提供參考。

1 材料和方法

1.1 銅合金編織網(wǎng)

試驗(yàn)網(wǎng)片為銅合金編織網(wǎng)，選用系列規(guī)格直徑和網(wǎng)目尺寸的銅合金線制成。網(wǎng)目為方形網(wǎng)目，網(wǎng)片及網(wǎng)目尺寸見(jiàn)圖1。截取試驗(yàn)用網(wǎng)片尺寸均為500 mm×500 mm。

圖1 銅合金編織網(wǎng)網(wǎng)片及網(wǎng)目尺寸Fig.1 The mesh size of copper alloy woven net

選用的銅合金線直徑為2.5 mm、3.0 mm、3.5 mm、4.0 mm、4.5 mm和5.0 mm，由于金屬制網(wǎng)機(jī)難以精準(zhǔn)控制網(wǎng)目尺寸，以測(cè)量得到的網(wǎng)目尺寸為準(zhǔn)，見(jiàn)表1，網(wǎng)片編號(hào)對(duì)應(yīng)“線徑-網(wǎng)目尺寸”。

表1 試驗(yàn)網(wǎng)片種類及規(guī)格表Tab.1 Main particulars of the net used in the test

1.2 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)地點(diǎn)為中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所靜水池，水池主尺度：90 m(長(zhǎng))×6 m(寬)×3 m(深)。拖車速度精度：相對(duì)精度P≤1%。

試驗(yàn)網(wǎng)片安裝于可旋轉(zhuǎn)框架上，其旋轉(zhuǎn)角度定位精度為0.01°。

本試驗(yàn)測(cè)力數(shù)據(jù)采集使用LSM-B-500NSA1-P型三分力傳感器(量程500N)，試驗(yàn)?zāi)Ｐ桶惭b示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 網(wǎng)片水槽試驗(yàn)安裝示意圖Fig.2 A sketch of experimental setup of nets in water tank

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試方法

試驗(yàn)網(wǎng)片安裝于不銹鋼方形框架上，分別在流速v=0.30 m/s、0.45 m/s、0.60 m/s、0.75 m/s、0.85 m/s (水溫15℃) 開(kāi)展試驗(yàn)，其中沖角在0°～90°區(qū)間，每間隔10°為一個(gè)測(cè)錄數(shù)據(jù)點(diǎn)，數(shù)據(jù)為阻力Fx和升力Fy。

圖3 網(wǎng)片水動(dòng)力性能試驗(yàn)參數(shù)定義示意圖Fig.3 Definition of parameters related to net test in water tank

1.3.2 試驗(yàn)網(wǎng)片阻力與升力計(jì)算方法

在試驗(yàn)過(guò)程中，網(wǎng)片所在平面與水流(拖車前進(jìn))方向平行時(shí)定義沖角α為0°，三分力傳感器隨網(wǎng)片轉(zhuǎn)動(dòng)而同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此網(wǎng)片(帶框架)的阻力為三分力傳感器在水平面上的讀數(shù)(Fx與Fy)沿流速方向的合力。

阻力：

Fnx=(Fx-Fkx)cosα+(Fy-Fky)sinα

(1)

升力：

Fny=(Fx-Fkx)sinα+(Fy-Fky)cosα

(2)

式中：Fx為網(wǎng)片與框架于三分力傳感器X向的受力讀數(shù)；Fy為網(wǎng)片與框架于三分力傳感器Y向的受力讀數(shù)；Fnx為網(wǎng)片阻力；Fny為網(wǎng)片升力；Fkx為框架于三分力傳感器X向的受力讀數(shù)；Fky為框架于三分力傳感器Y向的受力讀數(shù)；α為網(wǎng)片沖角，即網(wǎng)片所在平面與水流方向的夾角。

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)都進(jìn)行了框架干擾修正，框架干擾修正是采用對(duì)應(yīng)扣除框架(無(wú)網(wǎng)衣)的受力(Fkx和Fky)方法來(lái)完成。

1.3.3 銅合金網(wǎng)衣的阻力計(jì)算方法

漁用網(wǎng)具、網(wǎng)箱網(wǎng)衣及養(yǎng)殖圍欄網(wǎng)衣等都是由網(wǎng)片拼接組成，拼接網(wǎng)片的材料和規(guī)格也不一定相同，而網(wǎng)衣的規(guī)格通常包含了網(wǎng)目尺寸、網(wǎng)線直徑及網(wǎng)衣的編織型式。公式(3)是目前通用的平面網(wǎng)片阻力計(jì)算公式[20]：

R=ρSv2Cx/2

(3)

式中：R為阻力，N；ρ為水的密度，1 000 kg/m3；Cx為阻力系數(shù)，無(wú)量綱常數(shù)；S為特征面積，m2，v為流速，m/s。

由公式(3)，可得阻力系數(shù)Cx的計(jì)算公式：

Cx=2R/(Sρv2)

(4)

由于銅合金編織網(wǎng)與常見(jiàn)的合成纖維網(wǎng)特性不同，可以將銅合金編織網(wǎng)作為剛性體進(jìn)行計(jì)算(水流作用下無(wú)形變)，銅線的直徑可直接采用游標(biāo)卡尺等測(cè)量。特征面積S即線面積，是構(gòu)成網(wǎng)片的銅合金線投影面積，如規(guī)定網(wǎng)目總數(shù)Nm的矩形銅合金編織網(wǎng)，其構(gòu)成網(wǎng)片的線面積Sk為：

Sk=Nm4ad

(5)

式中：a為網(wǎng)目尺寸(目腳長(zhǎng)度)，m；d為網(wǎng)線直徑，m。

18F-FDG PET/CT測(cè)量食管鱗癌病變長(zhǎng)度及預(yù)測(cè)T、N及G分期的臨床價(jià)值(王 菲)(5):429

為研究銅合金編織網(wǎng)各流速狀態(tài)下雷諾數(shù)與阻力系數(shù)的關(guān)系，銅合金編織網(wǎng)的網(wǎng)平面與流速方向垂直時(shí)，可將網(wǎng)線作為圓柱體進(jìn)行水動(dòng)力分析，則雷諾數(shù)計(jì)算的特征長(zhǎng)度為網(wǎng)線直徑。

Re=ρdv/μ

(6)

式中：Re為雷諾數(shù)，無(wú)量綱常數(shù)；μ為水的動(dòng)力黏滯系數(shù)，0.001 14 Pa·s。

2 結(jié)果與分析

2.1 結(jié)果

試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)采用公式(1)和公式(2)處理后得到銅合金編織網(wǎng)網(wǎng)片的阻力Fnx和Fny，如表2的數(shù)據(jù)是編號(hào)4.0-40的網(wǎng)片在不同流速、不同流速?zèng)_角下的水阻力數(shù)據(jù)。

表2 銅合金編織網(wǎng)4.0-40網(wǎng)片阻力數(shù)據(jù)(N)Tab.2 Resistance data of net with a size 4.0-40 mm(N)

將試驗(yàn)獲得各編號(hào)網(wǎng)片阻力數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理，并利用公式(3)～(5)進(jìn)行計(jì)算，可以獲得對(duì)應(yīng)規(guī)格銅合金編織網(wǎng)的阻力系數(shù)，網(wǎng)片在與流速方向垂直(90°)時(shí)，銅合金編織網(wǎng)的線面積可采用公式(5)獲得，表3數(shù)據(jù)是不同線徑規(guī)格網(wǎng)片(網(wǎng)目尺寸50 mm)在90°沖角及對(duì)應(yīng)流速下的阻力系數(shù)。

表3 銅合金編織網(wǎng)網(wǎng)片阻力系數(shù)CxTab.3 Drag coefficient of copper alloy woven net

2.2 分析

2.2.1 網(wǎng)片阻力與迎流沖角的關(guān)系

圖4中Fnx-α曲線是由編號(hào) 4.0-40規(guī)格網(wǎng)片的阻力數(shù)據(jù)(表2)繪制的對(duì)應(yīng)流速下網(wǎng)片阻力值與迎流沖角α的變化關(guān)系。由圖可見(jiàn)，隨著迎流沖角的增大，網(wǎng)片的阻力值也在增加，網(wǎng)片的迎流面積變化是造成網(wǎng)片阻力值變化的因素之一，網(wǎng)片的緯向(橫向)銅線隨著網(wǎng)片的轉(zhuǎn)動(dòng)(α角度變化)，使緯向的銅線迎流面積發(fā)生變化，同時(shí)由于銅合金編織網(wǎng)的銅線是波浪形結(jié)構(gòu)(圖1)，也造成了經(jīng)向(豎向)銅線的迎流面積發(fā)生變化，故而網(wǎng)片阻力值也產(chǎn)生變化。

圖4 網(wǎng)片阻力在不同流速下與網(wǎng)目尺寸、沖角、線徑的關(guān)系Fig.4 The changing curve grouping comparison of net drag in several velocity along with the mesh size,angle of attack and wire diameter

圖4中Fnx-NL曲線圖是線徑4.0對(duì)應(yīng)5個(gè)規(guī)格網(wǎng)目尺寸的網(wǎng)片在水流沖角α=90°時(shí)的阻力數(shù)值隨流速變化的曲線。由圖4可見(jiàn)，不同規(guī)格網(wǎng)目尺寸的網(wǎng)片產(chǎn)生的Fnx-NL曲線趨勢(shì)基本一致，阻力值隨流速的增加而增大，同時(shí)由圖中也可以看出在各對(duì)應(yīng)流速下，阻力值與網(wǎng)目尺寸的變化關(guān)系，隨著網(wǎng)目尺寸的增大，阻力值是降低的，這是因?yàn)榫W(wǎng)目尺寸增加使單位面積網(wǎng)片的網(wǎng)線數(shù)量減少，即網(wǎng)線的迎流面積減小，使阻力值降低。

2.2.3 網(wǎng)片阻力與銅線線徑的關(guān)系

圖4中Fnx-ND曲線圖是選取網(wǎng)目測(cè)得的網(wǎng)片阻力值曲線。由圖4可見(jiàn)，隨著銅線線徑的增加，網(wǎng)片的阻力值是增加的，網(wǎng)目尺寸不變，表示每個(gè)規(guī)格銅線線徑網(wǎng)片的銅線長(zhǎng)度相同，由于線徑的變化造成網(wǎng)片迎流面積的變化，這是網(wǎng)片阻力值變化的主要原因。

2.2.4 網(wǎng)片阻力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系

雷諾數(shù)Re是研究網(wǎng)片水動(dòng)力性質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)，是流速及特征長(zhǎng)度的函數(shù)，由公式(6)可知，銅線線徑是網(wǎng)片雷諾數(shù)的特征長(zhǎng)度，將雷諾數(shù)Re及網(wǎng)片的阻力系數(shù)Cx進(jìn)行分析，兩者的變化關(guān)系是網(wǎng)片水動(dòng)力性能研究的重要指標(biāo)[21]。通過(guò)公式(6)計(jì)算6種線徑銅合金編織網(wǎng)在網(wǎng)片平面垂直流速方向、網(wǎng)片平面平行流速方向，不同流速下的雷諾數(shù)，并結(jié)合表3本試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制雷諾數(shù)Re與阻力系數(shù)Cx的點(diǎn)狀圖，見(jiàn)圖5。

圖5 網(wǎng)片阻力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系Fig.5 The relationship between the drag coefficient and the Reynolds number of the mesh

基于點(diǎn)狀圖采用冪函數(shù)回歸，得到雷諾數(shù)Re與阻力系數(shù)Cx的關(guān)系公式(7)和(8)。

Cx90=1.690 5Re-0.032

(7)

Cx0=0.003 4Re0.5638

(8)

公式(7)和(8)中：雷諾數(shù)Re范圍為658～3 727；Cx90為網(wǎng)片平面垂直于流速方向的阻力系數(shù)，范圍為1.12～1.65；Cx0為網(wǎng)片平面平行于流速方向的阻力系數(shù)，范圍為0.08～0.34。

3 討論

3.1 不同規(guī)格網(wǎng)衣的阻力

單位面積的網(wǎng)片，增大網(wǎng)目尺寸和降低網(wǎng)線直徑，都會(huì)使線面積減小，水阻力降低。

陳昌平等[19]通過(guò)水槽試驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法，對(duì)3種規(guī)格目腳長(zhǎng)度和3種規(guī)格網(wǎng)線直徑的金屬網(wǎng)片進(jìn)行了網(wǎng)衣受力研究，研究也表明隨著網(wǎng)線直徑的增大，網(wǎng)衣受力增加，隨著目腳尺寸的增大，網(wǎng)衣受到的水阻力值減小，其變化趨勢(shì)與本研究一致。

基于本試驗(yàn)系列規(guī)格銅合金編織網(wǎng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用多項(xiàng)式回歸可以得到不同規(guī)格網(wǎng)片隨流速的變化曲線，公式(9)～(18)是本試驗(yàn)10種規(guī)格網(wǎng)片(線徑-網(wǎng)目尺寸)在沖角90°時(shí)單位面積(1 m2)網(wǎng)片隨流速變化的受力公式：

網(wǎng)片規(guī)格2.5-50：F=62.896v1.916 7

(R2=0.987)

(9)

網(wǎng)片規(guī)格3.0-50：F=73.684v1.982 4

(R2=0.988)

10)

網(wǎng)片規(guī)格3.5-50：F=85.400v1.952 5

(R2=0.977)

(11)

網(wǎng)片規(guī)格4.0-50：F=97.940v1.943 7

(R2=0.985)

(12)

網(wǎng)片規(guī)格4.5-50：F=107.900v1.883 1

(R2=0.974)

(13)

網(wǎng)片規(guī)格5.0-50：F=127.176v1.952 7

(R2=0.969)

(14)

網(wǎng)片規(guī)格4.0-35：F=127.576v1.857 3

(R2=0.987)

(15)

網(wǎng)片規(guī)格4.0-38：F=117.168v1.814 1

(R2=0.986)

(16)

網(wǎng)片規(guī)格4.0-40：F=112.828v1.918 8

(R2=0.992)

(17)

網(wǎng)片規(guī)格4.0-45：F=105.304v1.916 0

(R2=0.992)

(18)

式中：F為水流沖角90°時(shí)網(wǎng)片單位面積的水阻力，N/m2；v為水流速度，m/s；R2為擬合優(yōu)度。該系列公式可為本試驗(yàn)涉及規(guī)格銅合金編織網(wǎng)在不同流速下的水阻力計(jì)算提供計(jì)算依據(jù)。

3.2 網(wǎng)片阻力與沖角

漁具型式及養(yǎng)殖設(shè)施網(wǎng)體形狀決定了網(wǎng)衣在使用時(shí)是與水流成多角度的，因此網(wǎng)衣與水流沖角的關(guān)系是網(wǎng)衣水動(dòng)力研究的重要內(nèi)容[22-25]。漁網(wǎng)與網(wǎng)箱使用的網(wǎng)衣多為柔性纖維網(wǎng)衣，因此關(guān)于平面網(wǎng)片的阻力研究多以柔性網(wǎng)衣為對(duì)象，如詹杰民等[26]基于流體力學(xué)試驗(yàn)，研究了流向?qū)ζ矫婧铣衫w維網(wǎng)衣受力的影響，認(rèn)為當(dāng)網(wǎng)片與流向垂直時(shí)阻力值最大，隨著網(wǎng)片平面與流向的角度逐漸減小其阻力值降低。

銅合金編織網(wǎng)在水流作用下，因其金屬特性不易產(chǎn)生拉伸變形，故其阻力研究方法自適應(yīng)于已有的網(wǎng)片水動(dòng)力研究理論。圖6是銅合金編織網(wǎng)4.0-40在各試驗(yàn)流速下，網(wǎng)片阻力和阻力系數(shù)與沖角的關(guān)系，可見(jiàn)，該關(guān)系變化趨勢(shì)與詹杰民等[22]利用柔性纖維網(wǎng)衣的流體力學(xué)試驗(yàn)結(jié)論相一致。

圖6 網(wǎng)片阻力及阻力系數(shù)與沖角的關(guān)系Fig.6 The relationship between the net drag and drag coefficient and the angle of attack

現(xiàn)有的研究表明，當(dāng)網(wǎng)衣平面與水流角度發(fā)生變化后，網(wǎng)片的水阻力變化是與網(wǎng)線在垂直流向平面的投影面積有直接關(guān)系[27]，由公式(5)，即其特征面積S是在垂直流速平面上構(gòu)成網(wǎng)線的銅合金線投影面積Sk，該面積值與流速?zèng)_角有關(guān)系，沖角越小，Sk越小，因此網(wǎng)衣的水阻力也越小。陳天華等[28]采用計(jì)算機(jī)模擬方法研究了樁柱式圍網(wǎng)單元柔性網(wǎng)衣的受力，研究表明網(wǎng)線的最大張力值隨沖角的增大而增大，其變化趨勢(shì)與網(wǎng)片投影面積隨角度的變化相似。

參照列維恩平面網(wǎng)片阻力理論假說(shuō)[20]，網(wǎng)片平面與流速成一定角度時(shí)的阻力和阻力系數(shù)的計(jì)算公式為：

Rα=RD0+(RN90-RD0)sinα

(19)

Cα=CD0+(CN90-CD0)sinα

(20)

在公式(19)和(20)中，RD0、RN90分別為網(wǎng)片與流速垂直和平行時(shí)的阻力；CD0、CN90分別為網(wǎng)片與流速垂直和平行時(shí)的阻力；Rα、Cα分別為網(wǎng)片與流速成α角度時(shí)的阻力和阻力系數(shù)；α為網(wǎng)片平面與流速夾角。

圖6中網(wǎng)片的阻力系數(shù)隨沖角的變化趨勢(shì)基本一致，與田內(nèi)、今井健彥、克魯和列維恩等[20]提出的在各種角度下的研究結(jié)論相一致?；诠?20)及圖6中的Cx—α曲線，經(jīng)數(shù)據(jù)擬合，銅合金編織網(wǎng)4.0-40在不同沖角下的阻力系數(shù)計(jì)算公式中，CD0為0.21，CN90為1.20，與田內(nèi)公式接近(CD0=0.27，CN90=1.1)。

3.3 銅合金編織網(wǎng)水動(dòng)力性能

銅合金編織網(wǎng)由于其結(jié)構(gòu)特性，在流體中的水動(dòng)力性能即具有單柱體流體特性，又具有網(wǎng)形狀的流態(tài)疊加影響特性，尤其波紋狀的網(wǎng)線結(jié)構(gòu)，使網(wǎng)衣在不同沖角下的微觀受力分析更為復(fù)雜。由本試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的阻力計(jì)算公式(8)～(17)看出，在阻力與速度冪函數(shù)的關(guān)系中，速度的冪值范圍均小于2，這表示流態(tài)沒(méi)有處于自動(dòng)模型區(qū)，尚處于低雷諾數(shù)的流態(tài)轉(zhuǎn)換區(qū)[20]，對(duì)于銅合金編織網(wǎng)養(yǎng)殖設(shè)施的模型試驗(yàn)研究，需要參考網(wǎng)衣受力的模型試驗(yàn)準(zhǔn)則[29]。

銅合金編織網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與材料特性，也直接影響了其水動(dòng)力性能，Tsukrov 等[17]采用水槽試驗(yàn)方法對(duì)銅合金編織網(wǎng)、尼龍網(wǎng)、銅合金斜方網(wǎng)等數(shù)種網(wǎng)衣進(jìn)行水動(dòng)力性能分析比較，結(jié)論認(rèn)為銅合金編織網(wǎng)的阻力系數(shù)(網(wǎng)衣平面垂直流速)相比合成纖維網(wǎng)衣較低，但相比銅合金斜方網(wǎng)等金屬網(wǎng)的阻力系數(shù)較高；這是因?yàn)殂~合金斜方網(wǎng)的網(wǎng)線沒(méi)有銅合金編織網(wǎng)的波紋銅線結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。

銅合金編織網(wǎng)的水動(dòng)力計(jì)算，通常是基于平面網(wǎng)片的水動(dòng)力分析理論，通過(guò)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立網(wǎng)片阻力計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式，如國(guó)外學(xué)者弗里特曼、田內(nèi)等[20]，國(guó)內(nèi)學(xué)者虞聰達(dá)等[30]都是基于大量水槽試驗(yàn)，結(jié)合理論分析提出網(wǎng)片水阻力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式。本研究基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)，推導(dǎo)得出以公式(7)和(8)為代表結(jié)論的銅合金編織網(wǎng)的網(wǎng)衣阻力系數(shù)與雷諾數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，該公式結(jié)合公式(20)可用于推導(dǎo)處于本試驗(yàn)雷諾數(shù)范圍內(nèi)的網(wǎng)衣阻力系數(shù)。

4 結(jié)論

網(wǎng)片的阻力在固定水流沖角下是隨著流速的增加而增大，同時(shí)在特定流速下，網(wǎng)片的阻力隨著水流沖角的增加而增大(沖角90°為網(wǎng)片平面與水流垂直)，并根據(jù)數(shù)據(jù)曲線回歸得到在沖角90°時(shí)單位面積系列規(guī)格銅合金編織網(wǎng)隨流速變化的水阻力計(jì)算公式；通過(guò)網(wǎng)片阻力與網(wǎng)片規(guī)格及沖角變化的分析，認(rèn)為網(wǎng)片阻力與網(wǎng)片的特征面積有直接關(guān)系，即特定流速下，銅合金編織網(wǎng)的銅線在與水流垂直平面的線面積投影越大，則其阻力值越高；基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了銅合金編織網(wǎng)阻力和阻力系數(shù)隨沖角的變化情況，雷諾數(shù)與阻力系數(shù)的關(guān)系等，并結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式給出了銅合金編織網(wǎng)阻力系數(shù)的計(jì)算公式。本研究結(jié)果可以為銅合金編織網(wǎng)的水阻力計(jì)算及水動(dòng)力性能分析提供參考。

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