Детальная информация

Объектом исследования является плавучая глубоководная рыбная ферма, аналогичная норвежскому проекту Ocean Farm 1, предназначенная для размещения в акватории Чёрного моря. Предметом исследования выступают гидродинамические и конструктивные характеристики сооружения, а также его взаимодействие с внешними нагрузками (волнение, ветер, течение) в условиях шторма и эксплуатационных режимов. Цель работы  доказать техническую реализуемость и безопасность размещения аналога Ocean Farm 1 в Чёрном море путём комплексного инженерного анализа конструкции, системы удержания и ограничений на перемещения сооружения. В ходе работы были выполнены следующие задачи: 1. Проведён анализ природно-климатических и гидрологических условий юго-восточной части Чёрного моря как потенциального района размещения фермы. 2. Восстановлены линейные размеры и объём водоизмещающих элементов конструкции Ocean Farm 1 на основе открытых данных и инженерных оценок. 3. Подобраны параметры сетчатого ограждения (шаг ячейки, диаметр нити, материал), рассчитаны его объём, масса и парусность; установлено, что ограждение оказывает существенное влияние на гидродинамическое сопротивление и должно учитываться в модели. 4. Разработана система удержания: обоснованы длина и калибр тросов (75,0-Г-1-ОЖ-Н-Р-Т-1770, разрывным натяжением 3030 кН и длиной 500 м). 5. Подобраны тип и максимальная удерживающая сила якорей (Stevpris MK6 весом 5000 кН), подтверждённые численным моделированием их удерживающей способности. 6. Установлены ограничения на допустимые перемещения сооружения в штормовых условиях: горизонтальное смещение ≤15 м, вертикальные колебания ≤±3 м, ускорение ≤0,3g  всё с учётом биологических требований к содержанию рыб. В процессе выполнения работы использовались следующие информационные технологии и ресурсы: программный комплекс Anchored Structures для моделирования поведения заякоренных плавучих систем под действием волн, ветра и течения; AutoCAD  для создания чертежей конструкции и цифровой объёмной схемы сооружения; облачный сервис Яндекс Диск  для хранения и работы с источниками, нормативными документами и промежуточными результатами; базы данных FAO Aquaculture, ЭБ СПБПУ, а также научные платформы ScienceDirect и eLIBRARY.ru  для сбора и анализа актуальной информации по аквакультуре, гидрологии и морскому инжинирингу.

The subject of the graduate qualification work is «Offshore floating fish farm» a floating deep-water fish farm, similar to the Norwegian Ocean Farm 1 project, intended for deployment in the Black Sea. The focus of the study is on the hydrodynamic and structural characteristics of the facility, as well as its interaction with external loads (waves, wind, currents) under storm conditions and during normal operation. The objective of this study is to demonstrate the technical feasibility and safety of deploying an Ocean Farm 1-style structure in the Black Sea through a comprehensive engineering analysis of the structure’s design, mooring system, and movement constraints. The following tasks were completed during the course of this study: 1. An analysis was conducted of the natural, climatic, and hydrological conditions in the southeastern part of the Black Sea as a potential site for the farm. 2. The linear dimensions and volume of the Ocean Farm 1 structure’s water-displacing elements have been reconstructed based on open data and engineering estimates. 3. The parameters of the mesh barrier (mesh size, wire diameter, material) were selected, and its volume, mass, and windage were calculated; it was determined that the barrier has a significant effect on hydrodynamic drag and must be accounted for in the model. 4. A retention system has been developed: the length and diameter of the cables have been determined (75,0-Г-1-ОЖ-Н-Р-Т-1770, with a breaking strength of 3,030 kN and a length of 500 m). 5. The type and mass of the anchors (Stevpris MK6, rated at 5,000 kN) have been selected and verified through numerical simulations of their holding capacity. 6. Limits have been established for the permissible movement of the structure during storm conditions: horizontal displacement ≤15 m, vertical oscillations ≤±3 m, acceleration ≤0.3g, taking into account the biological requirements for fish husbandry. The following information technologies and resources were used in the course of this work: the Anchored Structures software package for modeling the behavior of moored floating systems under the influence of waves, wind, and currents; AutoCAD  for creating structural drawings and a digital 3D model of the structure; the Yandex Disk cloud service  for storing and working with sources, regulatory documents, and interim results; the FAO Aquaculture database, the SPbPU Electronic Library, as well as the ScienceDirect and eLIBRARY.ru scientific platforms  for collecting and analyzing up-to-date information on aquaculture, hydrology, and marine engineering.