基于正交试验方法的四片式虾拖网结构参数优化

针对规格为40.3 m×(20.8~16.2)m的我国过洋性虾拖渔业四片式虾拖网,基于L_9(3~4)正交表,设计了网身长度(L_b)、下网袖长度(L_w)、侧网宽度(W_S)3种因素各3个水平的正交试验,并利用方差分析检测3种试验因素对网具阻力、能耗系数、L/R(袖端间距与阻力之比)系数影响的显著性,旨在对此种网具的网身长度与网口周长之比(L_b/C)、下网袖长度与网口周长之比(L_w/C)、侧网宽度与上网片宽度之比(W_S/W_U)这3种结构参数进行优化。结果表明,对网具阻力的影响因素由主到次依次是下网袖长度、网身长度、侧网宽度。对能耗系数的影响因素在水平扩张L/S(袖端间距/下纲长度)=0.45时由主到次依次是侧网宽度、网身长度、下网袖长度;但在水平扩张L(袖端间距)=10 m时,下网袖长度为主影响因素。对L/R系数的主影响因素为下网袖长度。此类型网具的L_b/C应比小网目底层拖网略小,但在较大的范围内(0.26~0.38)变化亦不会对网具水动力性能有显著影响。L_w/C=0.31为试验的最佳水平,下网袖长度为3种因素中对网具性能影响最显著的因素。W_S/W_U=0.19为试验的最佳水平,侧网宽度应优先满足虾拖网作业对网口高度的要求,在此基础上,尽量缩小W_S/W_U值,不必拘泥于W_S/W_U结构参数值。     

大网目底拖网网身长度对网具性能的影响

通过拖网模型水池试验,分析比较了我国大网目底拖网网身长度设计参数对网具阻力、网口垂直扩张和能耗系数的影响,并选择网身设计参数的最佳范围。试验结果表明:1)保持大网目底拖网网身前部的网衣结构和尺寸及其他条件不变,网具阻力随身周比(Lb/C)的增加而增大;拖速为2.5~3.0 kn时,网具阻力变化幅度较小;2)当Lb/C为0.10~0.13时,网具阻力几乎不变,而当Lb/C大于0.13时,网具阻力有较明显的增加,适当缩短网身一定程度上可降低阻力;3)身周比变化对网口垂直扩张有较明显的影响,Lb/C由0.10增加到0.13时,网口高度逐渐增加,之后高度降低,身周比为0.13时网具获得最佳网口垂直扩张;4)身周比在0.10~0.13之间时,能耗系数最低;5)在高拖速下网身部位对大网目底拖网性能影响较低速下更明显,且网身网目更易张开。本实验结果对于此规格的底拖网在网身长度的设计中具有一定的指导意义。     

四片式中层拖网主要部件尺寸变化对其性能的影响

通过拖网系列模型水池试验，研究四片式中层拖网网衣主要部件尺寸变化对网具性能的影响，试验结果表明：（１）因侧网宽度变化对扫海面积影响的规律是侧网密度越小，扫海面积越大，在拖速３．５￣５．０ｋｎｏｔ的范围内，扫海面积随着网袖长度的增长而增大；当其比值大于３０．９３６％以后，扫海面积随着网袖长度的增长而减小，网袖长度对网具阻力影响的趋势是网袖长度越长网具阻力越大，（３）网身长度与网口拉直长度之比为２５．     

日韩小网目南极磷虾拖网性能对比分析

南极磷虾(Euphausua superba)是目前已知的地球上最大的单种生物资源之一,其巨大的生物量和潜在的开发价值日益受到各国的关注。本研究以中国南极磷虾捕捞船队引进的日韩小网目南极磷虾拖网为原型网,采用田内准则进行网具模型试验,比较分析其网具性能。模型网大尺度比λ分别为14(韩式网,Net B)和16(日式网,Net A),平均小尺度比约为3,速度比为3。模型试验于东海水产研究所拖曳水池中进行。模型网试验速度分别为:0.345 m/s、0.428 m/s、0.513 m/s、0.599 m/s、0.685 m/s。L/S取网具下袖端间距与下纲长度的比值,范围取0.4~0.55,以0.05为间距分4档。模型试验记录各档拖速和L/S下模型网的阻力和网口高度数据。按照模型换算准则换算得到原型网相应拖速下的阻力、网口高度和能耗系数等指标,分析网具的水动力性能。试验结果表明:(1)韩式磷虾拖网(192.60 m×110.50 m)网具阻力小于日式磷虾拖网(185.40 m×128.50 m);(2)日式磷虾拖网在扩张性(网口高度、扫海面积)、经济性(能耗系数)以及滤水性(水动力性能)方面优于韩式磷虾拖网;(3)两顶拖网在水槽模型试验时,网口与网身水下运动时均可保持稳定,网身呈流线型,未出现凹凸现象;(4)日式南极磷虾拖网的阻力估算公式为:RA=1/2ρ(0.24 R-0.5 SV2e)T;韩式拖网为:RB =1/2ρ(0.177 R-0.542e)STV;综合两顶拖网得到的小网目南极磷虾拖网的阻力估算式为:R=1/2ρ(0.209 R-0.52e)STV2。     

南极磷虾拖网的试验研究

本文以我国首次南极磷虾探捕所使用的两顶大型变水层磷虾拖网为实物网,通过网具模型试验,测试网具的阻力与网口高度,分析其水动力性能,结果表明:网口部位六角形结构的2号网的垂直扩张性能和过滤同等体积的能量消耗均优于网口部位棱形网目结构的1号网;在拖速1.54m/s,1号网的能耗系数比2号网平均高26%。而网口垂直扩张系数低1.1%。南极磷虾拖网的阻力可用公式:R=0.25(d/a)LCV1.49估算。     

大网目底拖网主要结构参数对拖网性能的影响

文章以国内较典型的单船底拖网(72◇×18 m)为研究对象,基于L_9(3~4)正交试验表,设计了网具总长度与网口周长之比(L/C)、浮沉子纲长度之比(S_1/S_2)、网身长度与网具总长度之比(L_b/L)"三因素三水平"的正交试验,并利用平均值和极差分析方法检测3种主要结构参数对网具阻力、网口垂直扩张和能耗系数的影响趋势,旨在对大网目底拖网结构进行优化设计。结果表明,不同水平扩张下,3种因素对网具阻力的影响由主到次均为L/C S_1/S_2L_b/L,对网口垂直扩张的影响由主到次均为S_1/S_2L/CL_b/L,对能耗系数的影响由主到次均为L/CS_1/S_2L_b/L。拖网L/C相对于小网目拖网应偏小,且比值越小阻力越小,但L/C=0.2是网口垂直扩张和能耗系数作为指标时的最佳水平;S_1/S_2相对于小网目应更大,且比值越大网口垂直扩张越好;S_1/S_2在试验范围(0.83～0.99)内对阻力影响不显著,而S_1/S_2=0.99是能耗系数作为指标时的最佳水平;L_b/L随着网目尺寸增大而减小,但减小幅度随之逐渐降低,L_b/L=0.65应更适应于中低速拖网,L_b/L=0.75更适应于高速快拖。     

扩张帆布对大型中层拖网性能的影响

针对我国引进的大型中层拖网所使用的扩张帆布,通过拖网模型试验,设计了三种面积和三种不同冲角的扩张帆布调整试验,并比较了使用扩张帆布与使用塑料浮子对网具性能的影响。结果表明：网口拉紧长度1040m,网口网目为a=20m六角形网目的大型中层拖网,使用长度为100m手纲、长度为48m叉纲、重锤重量为320kg×2、下袖端间距68．4m时,在帆布面积调整试验中,当冲角前纲长度为17．2m,冲角后纲长度为17．6m,拖速为2．57m·s^-1条件下,使用5．0m^2的扩张帆布比4．0m^2网口高度可提高11．92％,网具阻力上升6．74％,能耗系数下降6．5％。在冲角调整试验中,使用5．0m^2的扩张帆布,当冲角后纲的长度固定为17．6m,冲角前纲的长度从17．2m缩短为16．4m时,网口高度下降26．36％,网具阻力下降11．22％,能耗系数上升24．1％。大型中层拖网使用扩张帆布比使用塑料浮子在不同的拖速下网口高度变化幅度小,在高拖速时,有网口高、能耗系数低的优势,但在拖速低于2．06m·s^-1时,网口垂直扩张和能耗系数没有优势。试验的长宽比为20的扩张帆布的升力系数Cy可达1．16左右。     

南极磷虾四片式小网目中层拖网作业性能分析

为了促进南极磷虾(Euphausia superba Dana)渔业发展,提出2种四片式小网目中层拖网网型设计(型号分别为dh256-1和dh256-2),2种网型网口拉直周长相同,背(腹)网与侧网拉直宽度比(以下简称"WRBS")分别为1和1.11。通过模型实验对2种WRBS小网目南极磷虾拖网的作业性能进行比较,并进行浮沉力(SBSW)、手纲长度和水平扩张系数(以下简称"L/S")的匹配优化实验,结果表明:实验条件下,当L/S介于0.5~0.6时或者L/S为0.45和0.65且拖曳速度≤1.5 m/s时,2种网型网口垂直扩张差异显著(P0.05),dh256-2型拖网网口垂直扩张明显高于dh256-1;为了保持侧网衣受力均匀,dh256-1型拖网浮沉力配备要求显著高于dh256-2型拖网,dh256-1型拖网浮沉力配备应≥4.59 tf,dh256-2型拖网浮沉力配备应≥1.98 tf;2种网型的能耗系数(C_e)差异不明显(P0.05);L/S与能耗系数(C_e)呈反相关;手纲长度≥50 m,手纲长度对2种网型作业性能的影响不明显;综上所述dh256-2型拖网网口垂直扩张性能较好,浮沉力配备要求较低,较适合拖速较低的南极磷虾捕捞,适宜的手纲长度为50 m。以上结论可为小网目南极磷虾拖网网具设计提供参考。     

单船拖曳4顶网式双撑杆虾拖网模型试验

单船拖曳4顶相同网具的双撑杆虾拖网有单顶网具规格小、结构相对简单、网口高度低、网具水平扩张大的特点。本文针对我国过洋性远洋渔业2种不同功率的双撑杆拖网渔船所使用的虾拖网进行模型试验,结果表明:4片式结构、网口周长为28.6 m的1号网和网口周长为40.3 m的2号网,在相同的拖速下,随着水平扩张增大,网具的阻力增加,而网口高度则有所下降。水平扩张L/S=0.45时,当拖速从1.29 m·s-1提高到2.57 m·s-1,1号网的阻力从4.77 kN上升为14.29 kN,网口高度从0.73 m下降为0.51 m;2号网的网具阻力从5.98 kN上升为18.04 kN,网具的网口高度从1.71 m下降为1.03 m。当拖速为1.54 m·s-1、L/S=0.45时,1号网具的阻力为6.37 kN,网口高度为0.66 m,2号网具的阻力为7.99 kN,网口高度为1.49 m;1号网网口垂直扩张系数为2.31%,2号网的垂直扩张系数为3.71%;1号网的能耗系数为3.71 kW·h·(104m3)-1,2号网的能耗系数为2.20 kW·h·(104m3)-1;在相同的拖速和水平扩张L/S下,2号网的垂直扩张性能优于1号网、能耗系数低于1号网。功率消耗系数的分析表明,1号网与渔船主机的额定功率较匹配,2号网被模拟部分的功率消耗所占渔船主机额定功率的百分比过小。     

调整作业参数对小网目南极磷虾拖网水动力性能的影响

小网目南极磷虾拖网有规格小、操作方便、起放网省时的特点。针对规格为185.4 m×97.5 m(41.8 m)的小网目南极磷虾拖网的水平扩张、浮力、重锤重量、沉力、空纲长度5个作业参数,分别进行3~6次调整试验,测试阻力和网口高度,并比较能耗系数。结果表明:在下纲端部间距分别为16.65、18.75、20.85m 3种水平扩张下,扩大水平扩张可引起网口高度下降,但阻力上升的幅度不大,能耗系数变化不明显;随着浮力的增加,网具阻力、网口高度均呈上升趋势,低拖速下增加浮力对网口高度的提升效果更明显,浮力增加可使网具的能耗系数下降,但在浮力达到19.6 k N后,再增加浮力能耗系数反而有所升高;增加重锤重量和在下中纲处增加沉力对网具阻力的影响效果相近,均呈上升趋势,增加重锤重量对网口高度的提升表现在低拖速时,随着拖速的上升网口高度的提升作用下降;增加沉力可提升网口高度,但在沉力达到14.36 k N后,再增加沉力对网口高度的提升效果不明显,能耗系数反而上升;空纲长度从66 m增加到84 m可明显提高网口高度,而网具阻力上升不明显,能耗系数呈下降趋势。     

拖速和曳纲长度对南极磷虾中层拖网网位的影响

利用2015年2—7月随青岛远洋捕捞有限公司南极磷虾(Euphausia superba)大型中层拖网渔船"明开轮"赴南极南舍得兰群岛水域执行农业部南极海洋生物开发利用项目期间收集的网位(D)、网口高度(H)、曳纲投放长度(L)和拖速(V)等数据,分析了拖速和曳纲长度对拖网网位和网口高度的影响。本研究中,网口高度定义为网口上下纲深度之差;网位定义为网口中心位置水深。根据渔船作业习惯和虾群群体特点,曳纲投放长度范围138~258 m,每档间隔20 m。拖速1~3 kn,间隔0.5 kn。结果表明:(1)网口高度变化范围为13.6~24.1 m,网位水深变化范围为50~70 m;(2)作业过程中,南极磷虾拖网网位变化主要由曳纲长度决定,曳纲从138 m开始投放时,每增加20 m,网位平均下降深度约1.9 m,网口高度平均减小1.1 m,曳纲长度对网位和网口高度均产生极为显著的影响(P0.01);(3)拖速由1.0 kn变化至3.0 kn时,网位平均上升速率约2.9 m/kn,网口高度平均减小速率为2 m/kn,平均降低19.8%,拖速对网位和网口高度的影响显著(P0.05);(4)不同曳纲长度时的各拖速区间内的平均网位变化速率呈先减小后逐渐增大的规律。本研究结果不仅可为南极磷虾渔船船长根据虾群的群体大小、水层变化及其与网具的位置关系,适时调整曳纲长度和拖速,使网位到达预设水层,实现瞄准捕捞提供参考,还可为研究南极磷虾拖网网具性能的优化以及南极磷虾拖网网具设计的改进提供基础资料。     

294KW渔轮拖网模型静水池试验：1100×300mm双拖网

本文通过１１００×３００ｍｍ双船底层拖网模型静水池试验，论述了拖速对网具阻力，网口垂扩张性能和能耗等的关系，并就网具的厚，沉力配置，网袖结构改进了作作了讨论。     

单船深水底拖网渔具渔法的试验研究

本文总结了于2007年5～8月间,在毛里塔尼亚海域渔业资源调查中,"中水9504"和"中水9505"探捕船进行单船深水底拖网渔具渔法试验研究的情况和结果.本研究提出的四片式底拖网的设计原则和结构的设计方法合理、可行;所研制的四片式底层拖网网型适宜西非单船底拖网渔船使用,并能取得较好的经济效益;新设计的四片式拖网与原使用的六片式拖网相比,网具线面积减少18%,网口周长减小6.42%,网具水动力性能(M)优于原生产网;当拖速为3.5Kn时,四片式拖网的网具阻力可比原生产网下降10.76%,网口高度可提高8.45%,拖网的水动力性能值可提高42.24%.生产试验证明,四片式底层拖网结构合理、工艺简单、易于推广应用.与原生产网相比平均产量、产值均可提高17%以上.     

大网目底中层拖网模型试验研究

利用1:22.82比例的2张网具模型,在拖曳水槽中进行底中层拖网的网具性能测试,得出网具阻力公式为:F=0.121(d/a)LCV~(1.62),网口高度的公式为:H=0.225CV~(-1.316),2张网具的作业性能良好,GM_2的垂直张开性能优良,拖速3节时的垂直扩张系数已接近7％,能耗系数在拖速3节时为0.2kw.h/10~4m~3,在同类渔具中较优;GM_1网的能耗系数比GM_2网低,在拖速3节时低于9％左右,作为中层拖网时的总体性能优良。     

江浙沿海桁拖网作业性能的初步研究

本文报道了江浙沿海桁拖网作业性能试验的初步结果。作者将现用的桁拖网分为三个类型、五种结构模式，经过网具模型静水池试验和海上实测，对各类桁拖网的作业性能进行了比较研究。试验的结果表明，在现用的各类桁拖网中，以大网目双囊虾、蟹两用拖网的性能最佳，在相同拖曳阻力条件下，其网口高度最大，而且生产上能兼捕虾蟹。但其网口部位的网目似乎存在偏大的缺点，有漏虾现象。在其他各类中，小网目多囊桁拖网的性能一般优于双囊桁拖网。作者认为，桁拖网捕虾的渔获效率主要取决于网具的水平扩张即桁杆长度。现用桁拖网的桁杆长度已达到渔捞操作所允许的最大长度，但实际作业拖网所用功率一般都在渔船额定功率的10％以下，存在着能耗极不经济的状况，对此，极有研究改进之必要。     

1056型中东大西洋小型中上层鱼类中层拖网和1040型智利竹筴鱼中层拖网性能比较

本文选取我国大型中层拖网渔船生产作业所使用的网口周长相近的2顶中层拖网进行模型试验,结果表明:网口周长1 056 m的1号网(中东大西洋小型中上层鱼类中层拖网)与网口周长1 040 m的2号网(智利竹筴鱼中层拖网),当拖速从1.80 m·s-1升高至2.83 m·s-1时,在下袖端间距分别为60 m、67 m、74 m三种水平扩张下,1号网的平均阻力从134.85k N上升为290.38 k N;2号网的平均阻力从151.75 k N上升为333.53 k N;1号网的平均网口高度从55.59 m下降为41.60 m;2号网的平均网口高度从59.58 m下降为46.77 m。本次试验,1号网的阻力平均值为209.59 k N,网口高度平均值为47.95 m,2号网的阻力平均值为238.88k N,网口高度平均值为52.61 m,2号网的平均阻力比1号网的平均阻力高12.26%,网口高度高8.86%。试验网具在结构、网具阻力、网口高度等方面存在较明显的差异,但从能耗系数的角度来看,二者的捕捞效率相当接近。     

黄渤海区拖网渔具综合定性调查及特点分析

2010年6～7月,对黄渤海区沿海一线的32个主要渔港渔村和5家网具生产厂的拖网渔具渔法情况进行了综合定性调查(访问)和定量(测量)研究,调查分析了拖网渔具的作业原理、渔期、渔场、渔具配比、渔船功率等及网口周长、网衣总长、网口网目尺寸、囊网最小网目尺寸等现状。结果表明,环黄渤海区共有各种类型的拖网船25000余艘;小型拖网渔船比例高达80%,主要分布在渤海海域和黄海的部分近岸海域。共调查到34种拖网网型,分别为:有翼单囊单船小型底拖网7种,有翼单囊单船小型浮拖网1种,有翼单囊双船小型底拖网1种,有翼单囊双船小型浮拖网两种,单船桁杆多囊拖网1种,单船桁杆、框架单囊拖网5种,有翼单囊单船中型底拖网5种,有翼单囊单船大型底拖网两种,有翼单囊单船大、中型浮拖网两种,有翼单囊双船中型底拖网3种和有翼单囊双船大、中型浮拖网5种。拖网捕捞强度大大超出渔业资源承受能力,渔获物品种低值、幼小;生计渔业与商业捕捞矛盾突出。翼网和网口网目尺寸大型化、囊网网目尺寸小型化,整个网具大型化;最大网型翼网网目尺寸16000mm,网口网目尺寸15000mm,网口周长840m,网衣总长长度170m,囊网最小网目尺寸40～45mm或18～20m...     

德国制造超疏目中层拖网

德国安萨集团恩格尔公司研制了一种超疏目中层拖网,网具的尺寸按渔船的马力大小设计,网口的网目达30—40m,网身的网目由前向后逐步缩小,无网囊。由于这种拖网的网目特别大,因此滤水性能特别好,拖速快,渔获品种大,产量高。     

浅析大目网的破网原因及预防措施

近两年来许多捕捞公司已陆续推广使用了网目尺寸在一米以上的大网目拖网,既减小了网具阻力降低了能耗又提高了拖速增加了产量。但是大目网也有不足之处,即其配纲边的边缘网目破损频繁。尤其是上下袖网的边缘网     

南极磷虾拖网渔具系统动态变化

为了研究南极磷虾拖网系统在实际作业过程中的动态变化规律, 于 2020 年 1—4 月随“龙发”轮在南极 48.2 亚区(45°W~48°W, 60°S~61°S)进行海上试验, 采集了拖速、曳纲长度、曳纲张力、网具和网板深度等信息, 分析了投放和收绞曳纲的速率对拖网渔具的动态特性影响规律, 以及在稳定拖曳状态下拖速和曳纲长度与网口高度、曳纲张力、网位的关系。结果表明: (1) 放网阶段平均拖速为(2.96±0.36) kn, 收网阶段平均拖速为(1.35±0.26) kn; (2) 网具自然沉降阶段曳纲投放速率为(54.1±5.9) m/min, 起网阶段曳纲收绞速率为(47.15±7.02) m/min; (3) 随着投放速率的增大, 曳纲张力逐渐减小, 网口高度增加; 投放速率与网位下沉速率成正比; (4) 收绞速率与曳纲张力呈负相关关系, 网具上调阶段的曳纲张力要比起网阶段的曳纲张力大。随着收绞速率的增加, 网口高度增加; (5) 稳定拖曳过程中, 拖速和曳纲长度对网口高度均产生显著影响(P＜0.01), 随着拖速和曳纲长度的增加, 网口高度减小; (6) 在自然沉降阶段, 当投放速率过大, 网板带动网具急速下沉, 网板会出现“超调”现象。研究结果不仅有助于南极磷虾拖网网位的有效调整, 提高拖网瞄准捕捞效率, 还可为验证中层拖网性能的模型试验和数值模拟提供基础资料。