水流作用网衣过程的数值模拟

网衣是深水网箱的主要组成部分,也是整个网箱系统中受力最为复杂的部件之一。文章介绍了水动力作用下一种基于集中质量法的网衣数学模型,并引用前人的试验结果对数学模型进行了验证。在此基础上,利用此数学模型在不同配重（CW1=400kg和CW2=800kg）和流速（U=0．3—0．6m·s^-1）条件下分别对网衣所受的水流力、网衣形状和网衣运动位移三者随时间的变化过程进行了数值模拟,给出了网衣达到稳定状态前、后网衣受力变形的计算结果,揭示了网衣在水流作用过程中的动态变化规律,并进一步分析了配重及流速大小对网衣受力、变形及运动特性的影响。     

平面网衣在水流作用下的受力和变形特性数值模拟研究

基于集中质量点法和牛顿第二定律,建立了网衣在水流作用下的受力和运动响应数学模型.采用计算机数值模拟方法,研究了水流作用下网衣的动态变形情况以及网衣受力平衡后的空间分布形状.在2种配重(GW1=4.12 N、GW2=16.38 N)和6种流速(U=0.17、0.22、0.28、0.33、0.39和0.44 m · s-1)条件下对网衣稳定后沿水流方向的总水流力、网衣底端的水平及垂直位移进行了数值计算.计算结果表明,配重及流速大小对网衣受力和变形特性具有较大的影响.随着水流速度的增大,网衣在水流作用下的运动变形加剧,且当配重增大时,网衣变形减小,网衣受力随流速的变化增幅明显加快.为了验证模型的正确性和有效性,文章还将数值模拟结果与前人的试验结果进行了比较,效果良好.     

基于水动力性能的网箱网衣网目群化数值模拟方法研究

网衣是网箱的重要组成部分。为解决对网衣的运动变形以及受力进行数值研究存在的问题,基于Morison方程和集中质量法,提出了网目群化改进方法。改进方法保持了网目群化前后网衣的体积和质量不变,并通过调整水动力系数达到改进后的网衣所受水动力与未群化前相同。通过对圆形网衣进行数值模拟,并与相关研究进行对比,分析了圆形网衣的容积损失率和水平拖曳力。结果显示:圆形网衣在均匀流速的流场中,其水平拖曳力随着流速的增大,增加的速率也随之增大,随后达到稳态,数值基本不变;增加网衣底部配重可以有效减小网衣的变形,但是随着配重的增加,其变形抑制效果在逐渐降低。改进的网目群化方法准确有效、简化效果显著,对于提高网箱水动力学模拟效率和计算精度都具有较好的参考价值。     

圆形网衣在水流作用下的运动变形特性

研究网衣在水流作用下的运动变形是深入了解网箱耐流特性的关键。本研究基于集中质量点法,建立了圆形网衣在水流作用下的数值计算模型,并利用前人的试验结果对数值模型进行了验证。验证结果表明,无论是网衣的变形还是受力情况,模拟结果都与试验结果吻合良好。在此基础上,针对实际应用中的圆形网衣,在不同配重(GW1=400kg、GW2=800kg)和流速(U=0.3～0.9m/s)条件下,对网衣变形、网衣底端前后点位移、网衣底端倾角进行了数值模拟,探讨了流速、配重大小对网衣运动变形特性的影响。结果表明,水流速度的增大会加剧网衣的变形,在配重GW1、流速U=0.75m/s时,网衣容积损失率达到50%以上。网衣底端前点的水平位移大于后点的水平位移,前点的垂直位移则小于后点的垂直位移,随着流速的增大,网衣底端前后点的位移差异将更为明显。当配重增加时,网衣底端位移、倾角以及网衣容积损失率可相应减小,网衣变形得到一定改善。数值模拟证明,本研究所建立的数值计算模式具有较好的稳定性和解的收敛性,可为下一步波浪、流联合作用下的整体网箱模拟奠定良好的理论基础。     

HDPE圆形重力式网箱受力变形特性的数值模拟

该研究旨在综合探讨不同网箱周长、浮管管径、网衣高度及网目大小对整体网箱受力变形的影响,为网箱的科学合理选型提供数据参考。设定的网箱周长40—80m,浮管管径250～630mm,网衣高度6～20m,网目大小45～115mm。通过数值模拟方法对4种规格高密度聚乙烯圆形网箱在不同组合条件下网箱锚绳受力、波流力以及容积损失率进行了数值计算。结果表明,大规格网箱的锚绳受力、波流力更大,容积损失率更小,锚绳数量的增加可以大大降低锚绳受力。相比浮管管径,网衣高度和网目大小对网箱受力变形的影响更显著。整体网箱的受力变形随着网衣高度的增加而增大,随网目的增大而减小。     

基于OpenFOAM的全潜式网箱网衣系缚方式研究

本研究针对全潜式网箱的四周刚性柱–网衣系缚方式进行研究。通过模型实验测得柱–网结构模型在水流作用下, 不同流速、不同系缚方式下的网衣系缚点受力, 分析了不同系缚方式对网衣系缚点受力分布特性以及系缚点之间受力均匀性的影响。此外, 为进一步研究网衣系缚方式对周围流场的影响, 本研究基于混合体积法建立了网衣的流固耦合模型, 并在开源 CFD 软件 OpenFOAM 中开发得到了网衣流固耦合求解器, 通过数值模拟与模型实验相结合的方式研究了网衣的阻流效应以及网衣网线的张力分布特征和荷载传递方式。研究结果表明, 四周刚性柱–网结构模型中, 网衣系缚方式对水流作用下网衣的受力特性有着显著的影响, 网衣最大张力一般分布在与系缚点相连的网线上, 而且越靠近中间位置的网线和系缚点的受力也越大, 整体呈现出两端受力小中间受力大的对称现象; 在网衣背流侧, 靠近网衣沿水流方向投影的中心位置处流场受网衣阻流效应的影响会偏大, 流速衰减率也更高, 而且在同种工况下, 随着流速的变大, 网衣对流场流速的衰减效应也越明显。     

水流作用下一种养殖金属网衣水阻力特性的数值模拟研究

为保障深远海金属网箱养殖系统的结构安全,进行网箱结构的水动力学研究是一项重要的工作。构成金属网箱主要组成部分的金属网衣是一种小直径多孔的网状结构,在波浪和水流作用下的水动力学特性与一般的海洋工程结构物有显著不同。本文基于有限元基本原理,采用梁单元模拟金属网线结构,采用连接单元模拟网线接触部位的相互作用,并运用ABAQUS软件进行数值计算,在试验验证的基础上,分析了在水流作用下一种金属菱形链网衣在不同网目尺寸、不同网线直径情况下的水阻力变化情况。数值模拟结果表明在各种工况下,当网目尺寸由25 mm增加到35 mm、45 mm时,网衣受力增加幅度的平均值分别为14.71%和38.07%;当网线直径由2.5 mm增加到3.2 mm、4.0 mm时,各工况下网衣受力增加幅度的平均值分别为25.05%和45.06%。研究结果可以为进一步开展深海养殖金属网箱水动力特性研究提供积极的基础。     

波浪作用下一种鲆鲽类方形网箱水动力特性数值模拟研究

针对鲆鲽类方形重力式网箱在纯波浪条件下的水动力特性,采用数值模拟的方法对鲆鲽类方形深水重力式网箱的主要部件——浮架系统、配重系统、锚碇系统进行了模拟。将模拟结果与实验结果进行分析比较表明,数模与物模各量值吻合良好,平均相对误差均不超过9%,表明数值模拟的方法能较好地模拟鲆鲽类方形深水重力式网箱的水动力特性。在此基础上,用数值模拟的方法,进一步研究了底框质量和网衣高度的改变对网箱各参数的影响,模拟结果显示,底框质量改变主要影响锚绳受力和底框倾角,底框质量从80 g升至100 g再升至140 g的过程中,锚绳受力平均增幅分别为13%和19%,同时增大底框质量有助于减小底框运动倾角,其平均降幅分别为8.8%和9.3%;网衣高度由20 cm增至30 cm后,锚绳受力平均增加15%,同时网衣的增高导致对浮架和底框的牵制作用加大,使得浮架和底框的运动幅度有所减小,降幅不超过10%。在以上研究结果的基础上,为鲆鲽类网箱的设计与优化提供了参考建议。     

HDPE圆柱形网箱与圆台形网箱受力变形特性的比较

介绍了一种用于模拟水流作用下网箱受力变形的数值计算模型,并利用海上实测数据对计算模型进行了验证。验证结果表明,网箱锚绳力的计算结果与实测数据十分接近,最大相对误差为7.0%。在此基础上,分别对圆柱形网箱和圆台形网箱在不同配重(GW₁=350 kg、GW₂=600 kg)和流速(U=0.3～0.9 m/s)条件下所受的水流力以及容积损失率进行了数值计算。结果表明,两种网箱无论在所受的水流力方面还是在变形后保持的网箱容积方面随流速和配重的变化趋势基本一致。圆柱形网箱的容积损失率远大于圆台形网箱的容积损失率,在较小流速(U=0.3 m/s)研究时,圆柱形网箱的容积损失率达到了28%左右,具有较明显的初始变形。圆台形网箱的初始变形很小,具有较好的耐流特性和抗变形能力。     

圆柱形网箱锚绳受力特性的数值模拟

根据动力学原理,研究在水流作用下圆柱形网箱锚绳的受力特性,导出锚绳形状和张力的一阶微分方程组,并利用四阶Runge-Kutta计算法,结合Matlab工具,对圆柱形网箱的系泊锚绳,在水流速度、水流冲角、水深和锚绳长度等参数下的空间位置及张力变化进行数值求解和仿真模拟。模拟结果显示,在给定的初始条件下,锚绳长度对锚绳的空间位置影响最显著,水流冲角对锚绳张力的影响最大,水深对形状和张力的影响最不明显;锚绳张力随长度的增加而减小,随水流冲角、流速的增加而增加。     

幽灵捕捞的现状分析与国内外研究进展

废弃渔具(ALDFG)像幽灵一样长期在海洋中飘荡,导致一些海洋生物被网具缠绕而死,对渔业资源造成持续危害,形成“幽灵捕捞”现象。废弃渔具类型主要包括陷阱、刺网、拖网等。通过探讨造成幽灵捕捞的原因,总结了幽灵捕捞的现状和国内外研究进展;针对容易形成幽灵捕捞的渔具种类,介绍了ALDFG的结构与捕捞作业机理,阐述了陷阱、刺网、拖网等的幽灵捕捞过程,并对各种渔具造成的幽灵捕捞的影响进行了评估。最后总结目前对幽灵捕捞渔具的预防和应对措施,提出了减少幽灵捕捞的方法和建议。     

黄渤海区张网渔业

2010年6～7月,利用抽样调查方法对黄渤海区32个主要渔港、渔村的张网渔业进行了实地调查和现场测量。依据调查资料并结合2009年度河北、辽宁、山东以及天津三省一市的渔具渔法调查报告、1983～2009年中国渔业年鉴中记载的张网捕捞产量分类统计资料,对黄渤海区的张网渔业进行了研究。结果表明,1998年张网产量最高,达90.43万t,贡献率为17.18%,此后逐年波动下降。当前,张网是黄渤海区捕捞作业的重要渔具渔法之一,处在第3位,年产量为38.15万t,贡献率为10.49%。目前在黄渤海区进行捕捞作业的张网共有4个型、7个式、19种张网网型、总量69万顶。辽宁省的张网数量占三省一市张网数量的53.54%,主要分布在辽东湾作业;河北省的张网数量占24.69%,主要分布在渤海湾作业;山东省的张网数量占23.08%,主要分布在日照至烟台近海作业。其中以捕捞海蜇、虾类和小杂鱼为主的并列单片张网占54.51%;以捕捞毛虾为主的双锚竖杆张网占16.12%。大多数张网的最小网目尺寸均在4～30mm之间。综合分析表明,张网在黄渤海区渔业中所占比重较大、选择性较差、最小网目尺寸偏小,不利于黄渤海区渔业资源可持续利用。     

A breath of fresh air: avoiding anoxia and mortality of freshwater turtles in fyke nets by the use of floats

相似文献   

福建莆田近海鲻鱼渔业现状及秋冬季产卵群体特点

本文主要根据2010年11月—2011年2月福建莆田近海流刺网作业鲻鱼生产调查资料,分析秋冬季渔获鲻鱼产卵群体组成、性腺成熟度分布等生物学特点及鲻鱼生产基本情况。结果表明:秋冬季(11月至翌年1月)是鲻鱼产卵盛期,也是鲻鱼渔业生产旺季;鲻鱼产卵群体主要为流刺网作业所利用,渔获群体优势叉长450～550 mm;近岸众多的流刺网作业过度捕捞亲鱼是造成鲻鱼资源量不断减少的主要原因之一。为更好地保护和利用莆田近海鲻鱼资源,建议进一步开展流刺网及张网作业对鲻鱼资源合理开发利用的专项调查研究。     

A framework for adaptive gear and ecosystem‐based management in the artisanal coral reef fishery of Papua New Guinea

• 1. Artisanal fishing on coral reefs in Papua New Guinea is an important livelihood activity that is managed primarily at the level of local communities. Pockets of overexploitation exist and are expected to increase with plans for increased commercialization.
• 2. This paper provides a current assessment of the artisanal multi‐species coral reef fishery by examining selectivity of the dominant gear, namely line fishing, spearguns, and gill nets. Each gear has its own strengths and weaknesses in terms of use and conservation of resources, with no clear problem gear.
• 3. The three gears utilize different resources but there was moderate overlap in the species caught, particularly between gill nets and line fishing and marginally between lines and spearguns. Gill nets have the disadvantage of being destructive to coral and the advantage of catching commercial species. Line fishing catches an intermediate number of species but mostly large‐bodied and predatory species that could potentially reduce predation and the mean trophic level of the fishery. Spearguns catch the highest numbers of species, including many non‐commercial and herbivorous fish and could reduce the diversity of fish and encourage algal growth.
• 4. This information could be used in combination with scientific monitoring and traditional ecological knowledge to develop an adaptive management framework that uses local restrictions on the various gears to restore or balance the fishery and ecosystem. Restrictions could be selectively imposed: on gill nets when coral cover is low, line fishing when large‐bodied predators are depleted, and spearguns when biodiversity is reduced and algal abundance high.

Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

应用微电脑设计制作对拖网具试验报告

本文根据1992年5—12月及1993年1月进行的捕捞生产及渔获效果的对比试验资料,分析了应用微电脑设计的网具与用手工设计的同规格的原生产网具,在同级渔船、同一渔场进行的生产对比验证。结果表明,应用微电脑设计的网具比用手工设计的网具具有良好的渔获效果。     

渔用防污材料的研究进展及其在渔业上的应用#br#

海洋生物污损给渔业资源的开发与利用等带来诸多问题,因此,研发应用绿色、长效、经济的渔用防污材料非常重要。主要概述了防污涂料、防污功能金属网衣和复合型防污材料3种渔用防污材料的性能、研究进展及其在渔业上的应用情况,分析了渔用防污材料的防污机理与发展前景,可为高性能渔用防污材料的研发提供参考。     

Pinger affects fish catch efficiency and damage to bottom gill nets related to bottlenose dolphins

There is some evidence that the presence of Tursiops truncatus in fishing areas represents a real economic threat to fishermen due the dolphin feeding on the entangled fish, damaging the nets and reducing the fish catch. We have carried out experiments to assess the efficiency of a pinger in decreasing the interaction between the dolphins and fishing nets, in a fishing area off the coast of southern Italy, where Tursiops truncatus is frequently observed to interact with bottom gill nets. Two identical monofilament bottom gill nets (900 m long), one equipped with pingers and the other without, were used to measure the effect of these pingers on the abundance of the catch and net damage. For each haul (58 in total), data on dolphin sightings near the nets, damage judged to have been done by dolphins, weight and species composition of the catch were collected. All damage to the nets were recorded at the end of each haul. Dolphins in the fishing area were sighted 11 times out of 29 fishing activities (38%). The net equipped with pingers contained 28% more fish (biomass) than the net without pingers (t test, P < 0.04) and was less damaged (−31%, t test, P < 0.01). To assess whether the efficacy of these pingers remain constant over long period, long-term experiments should be carried out.     

Recent evolution of the fishing exploitation in the Thau lagoon, France

Fisheries activity in the Thau marine lagoon (Mediterranean coast of France) has an old tradition and involves different types of gears (set nets, traps and lines) that are used seasonally with varying frequencies in different areas. A survey of fishing activity, main fishing methods and main commercial species composition in the lagoon was carried out to assess the current fishing effort and seasonal yield. Many important changes in fishing effort and in the most important target species occurred during the last 10 years. A gradual decline in eel, Anguilla anguilla (L.), catches followed by an increase of other commercially-exploited species, particularly the gilthead sea-bream, Sparus aurata L., was observed.     

Artisanal fishing,dolphins, and interactive pinger: A study from a passive acoustic perspective

1. Dolphins interact with many types of fishing gear, causing damage to fishing activities and in some cases facing harm and becoming entangled as bycatch.
2. In this study, the behaviour of bottlenose dolphins during their interaction with set nets, equipped with and without interactive pingers, was investigated. Acoustic monitoring of the nets was conducted for a total of 56 hauls and 814.9 hr of recordings, from the 16 October to 13 November 2015, along the coast of Lampedusa island (Sicilian Channel, Italy, Mediterranean Sea).
3. The level of interaction between dolphins and the nets was evaluated considering the number of dolphin clicks grouped over time (single acoustic incursion on each net), the duration of every acoustic incursion, and the number of dolphin clicks per incursion. Moreover, the catch rate was measured as the number of fish per hour for each net.
4. Based on the recording time of dolphin clicks, the spatio-temporal development of the interaction with the nets located in different bays of the island was assessed.
5. The duration of the interaction between dolphins and nets significantly increased over the study period, with a concomitant reduction in catch rate. The interactive pinger showed efficacy in protecting the nets from dolphin depredation during the first period of 36 hauls and 11 fishing days (higher catch rates and lower incursion durations), whereas no differences were found in any interaction parameters between pinger and control nets in the second period (20 hauls and six fishing days).
6. Interactive pingers may be an effective, short-term (2–3 weeks) tool in deterring depredation by bottlenose dolphins in small-scale artisanal fisheries. Other mitigation approaches, such as gear modification, lessons learned through outreach, and passive acoustic monitoring of the nets, could improve the management of the interactions between fisheries and bottlenose dolphins.