尼龙有结节菱形网片的水动力系数

为了提高网片水动力系数的计算精度,本文通过动水槽实验对5种网片的水动力学性能进行测试。测试的参数包括水流对网片的冲角、流速、网片的水平缩结系数ET等,网片的水动力学升力系数CL、阻力系数Cd、升阻系数比K等。结果表明:(1)当雷诺数Re小于1 500,冲角小于45°时,阻力系数呈现先增后减的趋势;而冲角大于45°时,阻力系数呈减小的趋势。雷诺数Re大于2 800时,阻力系数基本趋于稳定。(2)升阻系数比K最大值出现在20°附近;在30°~90°之间,K值呈减小趋势;(3)升阻力系数随d/a的增大先增大后减小;(4)升阻力系数随线面积系数的增大而减小;(5)通过多元非线性拟合得出升阻力系数的经验公式,拟合度较好。本实验经验公式为拖网阻力的计算提供了依据。     

网目缩结对盘锦海域桁杆虾拖网网囊的选择性影响

为研究盘锦海域桁杆虾拖网网囊结构的调整,掌握网囊网目在不同缩结系数0.99、0.95、0.91时对桁杆虾拖网捕获葛氏长臂虾Palaemon gravieri和脊尾白虾Palaemon carinicauda的选择性影响,采用套网法对不同缩结系数的网囊网目进行了选择性试验。结果表明:随着网囊网目缩结系数的减小,两种虾的选择性曲线向右偏移,较小体长范围内虾的选择率变小,说明可以释放一定数量的幼虾;但当所捕获的葛氏长臂虾和脊尾白虾体长达到某一值时,缩结系数的减小对两种虾的选择性已无明显影响,当缩结系数为0.95、0.91时,对应葛氏长臂虾体长分别为42.5、52.5 mm,对应脊尾白虾体长均为47.5 mm。研究表明,缩结系数降低后,两种虾的选择范围均变小,选择性尖锐度变强,本研究结果可为桁杆拖网过渡期的合理利用和保护渤海海域幼虾类资源提供科学依据,也可为过渡期后的桁杆虾拖网归属问题提供一些理论参考。     

六角形目经编网片和菱形目有结绞捻网片水动力性能比较研究

采用网箱网片模型试验,对水平缩结长度1.7 m×垂直缩结高度为1.7 m的2种不同网片（六角形经编网片RHN,有结菱形绞捻网片KTNDM）,通过改变网片的水平缩结系数（Et分别为0.65、0.707、0.60）,在不同流速下,对网片的阻力性能和运动变化等水动力性能进行了研究。结果如下：（1）网片固定时,菱形目有结绞捻网片的阻力在水平缩结范围（0.60-0.707）内,随着缩结增大而逐渐减小。相同缩结时,六角形目网片阻力在两者中均较大,有结绞捻网片阻力均较小,六角形目网片阻力与缩结关系不明显。2种网片之间的阻力差值随流速的增加而增大。（2）缩结系数对于水平位移和垂直位移的影响随网片的结构差异而不同。相同缩结系数时,六角形目网片的水平和垂直位移均较大。相同网片时,不同缩结系数差异对阻力和运动变化的影响较小。（3）网片的阻力受迎流面积的影响,而网片的水平垂直位移除受阻力影响外还受到流态等因素的影响。     

基于数值模拟的单锚张纲张网水动力性能研究

为深入开展单锚张纲张网渔具结构优化、渔获性能评价研究,使用数值计算方法对其水动力特性和形状进行模拟。根据田内准则将中国东海近海渔业生产中常用的单锚张纲张网(230 m×180 m)按大尺度比为25和小尺度比为3.95缩小,然后使用集中质量法对模型张网进行离散化处理,并对网目进行群化。建立拓扑结构,在此基础上采用有限元方法建立单锚张纲张网数学模型并进行数值模拟。结果表明:网具从初始状态到稳定状态的时间随流速的增加而减小;当流速较小时,网口水平和垂直扩张较好,随着流速的增加,网口两侧网衣垂直扩张逐渐减小,上、下纲中部高度未见明显减小,但后坠程度逐渐增大,网具纵向拉伸逐渐增大,网口的宽度明显减小,而网口高度略有下降;网具各部分网衣的缩结系数从网身到网囊逐渐减小,且随着流速的增加而减小;网具的总阻力(F)随流速的增加而增加,且与流速(v)呈F=480.1×v1.722的关系;网具上纲和下纲两端结附网线张力载荷较为集中,且随着流速的增加,集中载荷分布趋势愈加明显。研究表明,通过数值模拟分析网具的总体扩张和阻力,掌握张网网具各部分网衣和纲索的张力载荷分布,以及随流速的变化情况,分析网具的受力均匀性和结构合理性,了解各部分网衣的横向扩张情况,这对于分析网具整体选择性、滤水性和渔具的导鱼性等至关重要。     

基于多元变量的南极磷虾拖网作业状态影响因素分析

拖网作业过程中的网位、网身状态、拖网整体状态是评价拖网性能优劣的重要指标。以南极磷虾拖网为例，通过测量拖网不同部位（上纲、第3~4节网身连接处和网囊口上部中点）深度，以部位间深度差表示拖网作业状态，分析捕捞操作、海洋环境和渔获量对拖网作业状态的影响，确定中层拖网作业过程中状态的变化趋势。结果表明：（1）上纲与第3~4节网身连接处深度差范围为-0.20~8.02 m，上纲与网囊口上部中点深度差范围为6.49~30.16 m；（2）曳纲长度、拖速、风速、150 m水层流速对磷虾拖网上纲深度影响显著（P< 0.05）；上纲深度与曳纲长度和150 m水层流速呈正相关关系，与拖速呈负相关关系，随风速增加，上纲深度先减小后增大；（3）拖速、200 m水层流速和浪高对上纲与第3~4节网身连接处深度差影响极显著（P< 0.05）；上纲与第3~4节网身连接处深度差具有随拖速和200 m水层流速的增加，先增大后减小的趋势；其中拖速2.6 kn和200 m水层流速0.3 kn时，上纲与网囊口上部中点深度差最大，2 m浪高时，深度差最小；（4）渔获量与上纲和网囊口上部中点深度差呈正相关关系；（5）曳纲长度是影响拖网作业状态的最重要因素，其次是拖网速度、风速、浪高和水流速度。     

基于多元变量的南极磷虾拖网作业状态影响因素分析

拖网作业过程中的网位、网身状态、拖网整体状态是评价拖网性能优劣的重要指标。以南极磷虾拖网为例,通过测量拖网不同部位(上纲、第3~4节网身连接处和网囊口上部中点)深度,以部位间深度差表示拖网作业状态,分析捕捞操作、海洋环境和渔获量对拖网作业状态的影响,确定中层拖网作业过程中状态的变化趋势。结果表明:上纲与第3~4节网身连接处深度差范围为-0.20~8.02 m,上纲与网囊口上部中点深度差范围为6.49~30.16 m;曳纲长度、拖速、风速、150 m水层流速对磷虾拖网上纲深度影响显著,上纲深度与曳纲长度和150 m水层流速呈正相关关系,与拖速呈负相关关系,随风速增加,上纲深度先减小后增大;拖速、200 m水层流速和浪高对上纲与第3~4节网身连接处深度差影响极显著;上纲与第3~4节网身连接处深度差具有随拖速和200 m水层流速的增加,先增大后减小的趋势,其中拖速为2.6 kn以及200 m水层流速为0.3 kn时,上纲与网囊口上部中点深度差最大,2 m浪高时,深度差最小;渔获量与上纲和网囊口上部中点深度差呈正相关关系;曳纲长度是影响拖网作业状态的最重要因素,其次是拖网速度、风速、浪高和水流速度。     

水流作用下平面金属网衣水阻力特性数值模拟

为研究养殖用金属网衣多孔小直径网状结构的水动力响应特性,采用计算流体动力学原理,基于Navier-Stokes方程及大涡模拟(LES)湍流模型,并运用ABAQUS/CFD模块中的Gauss-Seidel耦合方法进行了水流作用下网衣的流固耦合计算,在试验验证的基础上,得到了不同目脚尺寸和网线直径组合条件下锌铝合金网衣的平面受力计算结果。结果表明:当网衣目脚尺寸由25 mm增加到35、45 mm时,3种网线直径对应的网衣受到的水阻力值平均减小幅度分别为29.15%和43.79%;当网线直径由2.5 mm增加到3.2、4.0 mm时,3种目脚尺寸对应的网衣受到的水阻力值平均增加幅度分别为27.01%和55.84%。本研究结果可为进一步探究金属网箱在波流作用下的整体受力变形提供理论参考。     

矩形曲面网板水动力性能的数值模拟

拖网网板为网衣提供水平张力,是拖网作业系统非常重要的渔具构件之一。该文利用CFD软件FLUENT研究了展弦比对矩形曲面网板其水动力性能的影响。研究中设计了2种不同展弦比λ的网板,在流速1.54m/s,迎流冲角α=0°~50°时,建立数值水槽进行数值模拟,得到网板的阻力系数Cd、升力系数Cl、俯仰力矩系数Cm和升阻比K,对比不同网板的水动力性能差异。结果表明,1号网板(λ=2.0)与2号网板(λ=1.5)的最大升力系数分别为0.85(α=15°)和0.92(α=42°);最大升阻比分别为9.59和8.35,俯仰力矩系数的绝对值分别为0.013和0.001。可见,展弦比越大,临界冲角和Cl值越小,最大升阻比越高,但稳定性越差。研究结果可为拖网网板的结构优化设计提供参考。     

奶牛喷淋降温水滴形态特性的数值模拟

为研究奶牛喷淋降温过程中的水滴形态特性,以及水滴撞击壁面过程中的铺展系数与水滴喷淋速度和接触角之间的关系问题,采用CLSVOF数值模拟方法,对单个水滴与固体壁面撞击过程进行三维数值模拟。首先根据Yokoi的试验对本研究数值模型的准确性进行验证,然后根据本研究试验测试数据建立数值模型,同时结合韦伯数(We)、雷诺数(Re)及系数K对数值模型进行分析验证。研究了水滴粒径分别在0.5和0.8mm条件下:当速度分别以1、2和3m/s,平均接触角为120°时水滴撞击固体壁面时的形态变化;当接触角分别为90°、120°和140°,速度为1m/s时水滴撞击固体壁面时的形态变化。结果表明:随液滴直径和撞击速度的增加,液滴撞击壁面后主要有振荡、反弹、破碎和飞溅这4种典型运动形态;随着水滴速度的增大,水滴铺展速度加快,最大铺展直径与铺展系数增大;随着接触角增大,水滴最大铺展直径减小,最大铺展系数值减小。     

降雨和坡面流共同作用下的坡面薄层流水动力学特性

为研究降雨和坡面流共同作用下的坡面薄层流水动力学特性,在重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站开展陡坡定床冲刷及人工模拟降雨试验,实测5种流量(0.486×10-3~1.736×10-3 m3/(s·m))和3个典型降雨强度及无降雨条件下(0、30、60、100 mm/h),受4种不同粗糙度影响(0.009、0.180、0.250、0.425 mm)下的坡面流的水深和流速,计算并研究不同工况下的平均流速、流速修正系数、流态指数、流态及坡面流阻力等水动力参数特征,结果表明:1)水流的平均流速随着单宽流量的增大呈幂函数增加,随粗糙度的增加而减小,无降雨时的流速修正系数为0.04~0.37,降雨时为0.42~0.98,降雨对坡面流起到扰动作用。2)流态指数范围为0.291~0.538,无降雨时,流态指数随着粗糙度的增加而明显减小,其减小程度分别为21%、28%和39%;中小雨强时,流态指数无明显规律,雨强为30 mm/h时,变化程度分别为18%、-29%和12%,雨强为60 mm/h时,变化程度分别为12%、-17%和-16%;大雨强时,流态指数呈现出较为明显下降的趋势,其变化程度分别为-6%、1%和-11%。3)水流雷诺数为500~2 000,所有实验工况下水流流型均属于层紊流过渡区;水流流态整体趋于急流状态;无雨时,粗糙度与流态关系明显,其值越小水流越趋近急流,而降雨时,由于降雨的扰动作用二者不再具有相关关系。4)坡面流达西阻力系数与粗糙度呈正相关关系,与单宽流量呈负相关关系,考虑雨强影响的坡面流阻力计算公式与剔除雨强的公式相比,相关系数下降0.01%,降雨对阻力系数无显著影响。      

网囊周长对单桩张网渔具选择性的影响

改变网囊周长是改善过滤性渔具网囊选择性的主要技术措施之一。为了评价网囊周长对中国近海渔业使用的单桩张网网囊选择性的影响,使用套网试验法对不同网目尺寸（25mm和35mm）的传统网囊和减小30％周长的网囊进行选择性试验,并对黄鲫Setipinnataty和小黄鱼Pseudosciaenapolyactis渔获体长数据的选择性进行了分析。结果显示：减小网囊周长可改善对渔获体长的选择性,即减小周长的网囊的50％选择体长（l50）较传统网囊大,而选择范围较小,对于较小的个体,选择性得到较为明显的改善;对比其它文献的研究结果,减小30％周长的网囊的l50要比相同网目尺寸的菱形和方形网目网囊大,但网囊周长对其尺寸选择性影响的具体规律有待于进一步研究。     

桁拖网渔具刚性栅栏对虾类的分隔性能

刚性栅栏是实现拖网渔具种类选择性捕捞的主要装置。通过海上生产试验,结合SELECT模型分析不同栅条间距（15mm、20mm和25mm）的刚性栅栏对哈氏仿对虾（ Parapenaeopsis hardwickii ）和葛氏长臂虾（ Palaemon graxieri ）的分隔性能：试验结果显示,随着栅条间距的增大,栅栏对虾类的重量分隔率逐渐增大;个体接触分隔栅栏的慨率呵使用常数来表示,即接触慨率与个体尺寸无关;比较不同虾类对分隔栅栏的接触慨率后发现,接触慨率不存在种类间、栅栏间的显著性差异（P〉0．05）;个体接触分隔栅栏的概率均大于0．9,说明大多数个体都接触到分隔栅栏,但拒绝全部接触栅栏的假设,这主要与桁拖网结构和分隔栅栏的安装有关;随着栅条间距的增大,栅栏对虾类的50％选择体长（L50）逐渐增大,但选择范围（SR）没有显著差异。     

东海区底拖网对小黄鱼的选择性研究

近年来东海由于环境恶化和过度捕捞,小黄鱼资源量发生了严重的衰退。为更有效可持续利用小黄鱼资源,本试验就东海区底拖网菱形目50、55、60、65、70、75和80 mm网囊网目对小黄鱼进行选择性研究,采用套网法对不同尺寸的网目网囊的选择性进行了分析比较。结果表明:(1)当网囊为50和55 mm时产生较高逃逸率,但仍捕获大量当年生经济幼鱼;(2)随着网目由小变大,囊网捕获小黄鱼的平均体长、体重也逐渐变大;(3)拖网时间加长,由于网囊中渔获积累产生的堵塞效应,严重影响非目标鱼类的逃逸率;(4)根据小黄鱼的50%选择体长(L0.5)与不同网目尺寸拟合的直线:L0.5=2.625M-30.7(R2=0.915)。结合现行可捕标准以及渔业生产,建议拖网网目尺寸至少为60 mm。     

桁杆张网渔具菱形和方形网目网囊的选择性研究

使用套网法作为选择性试验方法,Logistic曲线作为选择性曲线模型,并运用极大似然估计法进行曲线参数估算,对桁杆张网渔具不同网目尺寸(25mm、30mm、35mm、40mm以及45mm网目大小)、不同网目形状(菱形网目和方形网目)的网囊选择性进行分析。结果显示:各菱形网目网囊对黄鲫和银鲳的50%选择体长(或叉长)比相应方形网目的大(分别为3.79%和31.25%),而对小黄鱼的50%选择体长比相应方形网目小(7.92%);各菱形网目对黄鲫、小黄鱼和银鲳的选择范围都比相应方形网目大(分别为20.76%、5.36%以及45.99%)。这与传统认为方形网目选择性优于菱形网目的观点存在差异。通过讨论,认为黄鲫和银鲳体形较扁,游泳能力较弱是造成这些差异的主要原因。因此,在进行网囊结构改革时,不能盲目遵循方形网目优于菱形网目的传统观点。     

桁杆张网渔具菱形和方形网目网囊的选择性研究

使用套网法作为选择性试验方法,Logistic曲线作为选择性曲线模型,并运用极大似然估计法进行曲线参数估算,对桁杆张网渔具不同网目尺寸(25mm、30mm、35mm、40mm以及45mm网目大小)、不同网目形状(菱形网目和方形网目)的网囊选择性进行分析。结果显示:各菱形网目网囊对黄鲫和银鲳的50%选择体长(或叉长)比相应方形网目的大(分别为3.79%和31.25%),而对小黄鱼的50%选择体长比相应方形网目小(7.92%);各菱形网目对黄鲫、小黄鱼和银鲳的选择范围都比相应方形网目大(分别为20.76%、5.36%以及45.99%)。这与传统认为方形网目选择性优于菱形网目的观点存在差异。通过讨论,认为黄鲫和银鲳体形较扁,游泳能力较弱是造成这些差异的主要原因。因此,在进行网囊结构改革时,不能盲目遵循方形网目优于菱形网目的传统观点。     

春季东海区桁杆拖虾网网囊网目的选择性研究

对长江口桁杆拖虾网采用套网法进行了选择性试验,分析研究了桁杆拖虾网3种网目尺寸的网囊对脊腹褐虾Cargon affini、葛氏长臂虾Palaemon gravieri和总体虾类的选择性。结果表明：当网囊网目尺寸为20、25、35 mm时,脊腹褐虾的50%选择体长分别为41.36、46.42、57.68 mm;葛氏长臂虾的50%选择体长分别为43.35、47.20、62.01 mm;总体虾类的50%选择体长分别为47.45、50.56、64.87 mm。虾类网囊网目内径（Me）与50%选择体长（L0.5）之间的关系：脊腹褐虾,L0.5=1.0964Me＋19.179,R2=0.9984;葛氏长臂虾,L0.5=1.2779Me＋16.777,R2=0.9814;总体虾类,L0.5=1.999Me＋22.297,R2=0.9729。     

帆张网网囊网目尺寸对带鱼的选择性

为探索帆张网不同网目尺寸网囊对带鱼(Trichiurus lepturus)的选择性,作者于2018年10月在大沙渔场用传统选择性试验方法(套网法)对5种不同网目尺寸(35mm、45mm、55mm、60mm、65mm)网囊进行了选择性对比试验,应用Logistic选择性模型对带鱼选择性曲线进行拟合,采用极大似然法估算模型参数。结果表明：(1)试验期间测量带鱼4265尾,肛长范围76～305mm,平均肛长167±43mm;(2)网目尺寸为35mm时,带鱼基本无逃逸行为;网目尺寸为65mm时,套网和囊网中的带鱼肛长分布基本一致;随着网目尺寸的增加(45~60mm),网囊中带鱼优势肛长总体上大于套网;(3)网囊网目尺寸为45mm、55mm和60mm时,带鱼L50分别为171.839mm、180.562mm和215.905mm,SR分别为60.402mm、104.861mm和157.292mm,L50呈现逐渐增大的趋势;(4)带鱼网囊网目尺寸(m)与50%选择体长(L50)的关系为：L50=2.643m+48.491 (R²=0.748);(5)以带鱼最小可捕肛长205mm(浙江省地方标准)计算,即当带鱼50%选择肛长为205mm时,帆张网对带鱼的网囊最小网目尺寸应为59.2mm。综合以往研究结果,帆张网最小网目尺寸应为57.47mm。综上分析可知,同时结合目前渔业资源状况,为保护当前带鱼幼鱼资源,目前实施的最小网目尺寸55mm是较为适宜的,能满足保护幼鱼资源的目的。     

夏季东海区带鱼的网具选择性试验研究

由于渔业高强度捕捞压力及频繁的海洋工程导致近海海洋环境恶化,东海带鱼（Trichiurus haumela）资源量发生了严重衰退。为可持续利用东海带鱼资源,于2014年夏季8月在东海区渔场采用底拖网菱形目50、55、60、65、70、75 mm和80 mm对带鱼的逃逸率网具选择性进行试验研究,采用套网法对不同尺寸的囊网网目的选择性进行了分析比较。结果表明：带鱼渔获物肛长范围为55～283 mm,平均肛长为159 mm,优势肛长组为140～190 mm,囊网中带鱼渔获的主要肛长组分布在140～220 mm,在套网中主要肛长分布在130～190 mm;随着网目由小变大,囊网中带鱼的平均肛长、体质量也逐渐变大;在数量和体质量逃逸率方面,随着网目增大整体呈先降低后上升的趋势;由于其他非目标渔获和带鱼体型容易挂网的特点,造成囊网中渔获积累产生的堵塞效应,严重影响相关网目中带鱼的逃逸率;根据带鱼的50%选择体长（L_0.5）与不同网目尺寸拟合的直线：L_0.5=2.241 9M+17.503（r=0.930）。以此利用推测的拟合线性关系,并参考相关文献得出的带鱼雌雄个体的L_0.5标准反向推出,捕捞雌性带鱼L_0.5的最小网目尺寸为65.63 mm,雄性带鱼L_0.5的最小网目尺寸为68.76 mm。运用现行可捕标准以及渔业生产,故建议专门用于捕捞带鱼的拖网网目尺寸至少为65mm。同时研究表明海水温度变化对带鱼的体质量资源密度与尾数资源密度的分布有一定影响,其为影响渔具选择性的重要自然因素之一。