捕鱼中和丰收返港工况下远洋秋刀鱼船整船强度分析

以某远洋秋刀鱼船为研究对象,利用挪威船级社的DNV SESAM软件,对目标船型在捕鱼中和丰收返港工况下起网与不起网状态下的波浪载荷进行长期预报,分析了舷外起网对渔船波浪外载荷的影响;通过建立秋刀鱼船三维整船的有限元结构模型,基于设计波法利用SESTRA模块对船型在丰收返港工况下起网与否的全船结构强度进行计算与分析。结果显示:1)在选取的工况下,丰收返港工况的垂直波浪弯矩和扭矩均大于捕鱼中工况;2)在结构强度和变形方面,船型总纵强度应力和扭转强度应力均能满足规范的相关要求。本研究可为渔船海上舷外起网作业提供指导,也可为结合渔船实际作业工况的疲劳强度分析提供参考。     

拖网渔船艉门架设计方法及研究

艉门架是拖网渔船的关键强力构件，其结构形式和强度直接影响捕捞作业的效率和安全。在分析艉门架工作原理和受力的基础上，运用两种结构力学方法，即两端刚性固定梁和平面刚架解析法，对设计计算结果进行分析和比较，并对推荐方法所得的艉门架结构进行受力分析验证。数值计算结果表明，在极限工况下结构强度能够达到使用要求，验证了艉门架结构设计的合理性。本文对经典结构力学公式进行分析、整理和归纳后，给出的弯矩影响系数表达式对提高船舶艉门架或类似结构的设计效率和优化构件尺寸具有实用价值。     

国内渔船与远洋渔船实用稳性衡准的探讨

为避免渔业船舶工作者在校核国内渔船与远洋渔船稳性时产生规则上的混淆,降低错用的风险,对国内渔船与远洋渔船在实用稳性衡准方法上进行差异比较、归纳总结,并提出了纵倾状态下初稳性高度的推导意见。通过比较发现:1)两者在校核稳性时所用的数学模型不同,但基本原理一致,都提出了气象衡准数K≥1的要求。2)计算风压倾侧力臂所用的公式相同,但公式中风压P、风力作用力臂Z的取值方法不同。3)计算横摇角φ所用的公式不同,且涉及公式中参数的取值时,初稳性高GM、船长L的含义不同。4)无论何种作业,远洋渔船对复原力臂曲线下的面积都有最低要求,而国内渔船仅在作业方式为桁拖网时,才有此要求。另外,校核稳性时还应注意:对装船使用后不存在位置移动且重量不会减少的物体应计入空船重量中;渔捞网具及索具的重量应是湿重状态下的重量;计入稳性计算的上层建筑或甲板室等围蔽结构应符合规则中对干舷的相应要求;应根据实际情况对自由液面、悬挂载荷、渔具操作横倾力矩、纵倾状态下的进水角进行修正。本文还对如何计算纵倾状态下的初稳性高度提出了推导意见。     

桁拖渔船锚系泊支撑结构强度分析与研究

以某一近海桁拖渔船为研究对象,参照中国船级社(CCS)《钢质海船入级规范》,利用MSC. PATRAN软件分别建立船型、船首和船中锚系泊支撑结构的有限元模型,根据渔船实际锚系泊和作业情况对其锚系泊支撑结构进行强度直接计算。针对船中模型,分析不同系泊角度对船体支撑结构强度的影响以及渔捞载荷下的结构强度,并将系泊载荷以最危险的角度加载至船首模型进行强度校核,分析各工况下模型应力和变形情况。计算结果表明:各工况下船型锚系泊支撑结构强度均满足规范要求,且以锚泊工况的模型正应力最大,以渔捞辅助工况模型的正应力最小。当系泊绳索与中纵剖面夹角为90°、与水平面夹角为0°时,其结构应力达到最大,在实际作业中应尽量避免这种情况,以提高带缆桩及其支撑结构的使用寿命。本研究成果对桁拖渔船的设计和实际系泊操作具有一定的参考作用。     

双体钓鱼船结构强度直接计算分析

以一艘34.7 m双体钓鱼船为研究对象,结合中国船级社相关规范的要求,提出了一套双体钓鱼船结构总强度有限元分析的方法。其中波浪载荷分别采用直接计算法和规范计算法进行计算,以此确定双体钓鱼船结构总强度分析的输入载荷;建立整船结构有限元模型,施加约束和载荷后进行总强度分析,探究双体钓鱼船船体各部位的应力分布;对连接桥结构进行重点屈曲强度评估,分析连接桥各构件的屈曲强度特点。结果显示:双体钓鱼船结构总强度满足要求,总横弯矩对总强度的影响最大,连接桥前后端壁与片体连接处出现应力集中现象,上层建筑对横向和扭转强度有较大影响。本研究结果可为其他双体钓渔船的设计和建造提供参考。     

大型养殖工船的结构设计

大型养殖工船主要在深远海海域养殖作业,在满足各种作业工况及养鱼布置的条件下要保证船体结构具有足够的强度,需要对养殖工船进行结构设计工作。由于养殖工船船型和使用工况比较特殊,目前还没有根据其特殊性而专门编写的现行规范。本船根据养殖工船总体布置和装载等特点,参照双壳油船规范中适用章节要求计算出船体结构的基本尺寸和规格,再根据其实际装载情况建立有限元模型,采用有限元方法计算其结构强度。计算和分析结果显示:通过双壳油船规范计算的结构尺寸、规格基本满足要求;局部结构强度达不到强度衡准要求的,通过结构加强后,可满足强度衡准要求。通过采用规范中相似船进行船体结构基本设计,再利用有限元方法分析校核结构强度,经验证该计算方法满足结构设计要求。     

基于ANSYS WorkBench的围网理网机优化设计

针对中国围网渔船作业机械化程度低、起放网速度慢等问题,围绕加快围网网具整理速度,提高整体作业的效率,开发了1.5T围网理网机。利用CREO三维建模软件建立理网机实体模型,并将建好模型导入ANSYS Work Bench中进行有限元受力分析,对理网机作业工况位置进行有限元分析计算,对最大应力结构部件进行优化分析设计,最终得到结构合理、强度满足安全系数的理网机部件参数。     

异侧布置竖缝式鱼道紊流结构试验研究

鱼道是辅助鱼类克服障碍物,实现产卵洄游、索饵洄游和越冬洄游的通道。全球目前已建鱼道中,鱼类能够溯游通过的鱼道尚不足50%,大多数鱼道的水力设计仅考虑平均流速,忽略了鱼道内的紊流结构,探究鱼道的水力特性尤其是紊流结构,对改进其设计具有重要的指导意义。通过在大比尺水槽模型中试验研究异侧布置竖缝式鱼道的紊流结构,利用声学多普勒测速仪(ADV)实测竖缝式水池内每一点的三维瞬时流速,剖析流场的三维时均流速分布、流动特征、旋涡特性、纵向和横向紊动强度分布、不同水平面的雷诺应力分布等,考虑了两种典型流量(Q1=20.62 L/s,Q2=30.75 L/s)和3个特征水平面(h/3,h/2和2h/3),提出了三维流速分布的半理论半经验公式、流场矢量图及各点的旋度,并与自由壁面射流进行比较。结果表明,异侧布置竖缝式鱼道前半池内纵向流速具有壁面射流的特征,后半池由于受下游隔板的阻挡则偏离壁面射流规律;水池内存在顺时针方向的水平旋涡,其旋度随流量的增大而增强;前半池壁面射流区的紊动强度存在峰值区,后半池的紊动强度峰值区由水槽左侧移至右侧;壁面射流区的雷诺应力变幅较大,而在旋涡区则较小,有利于洄游鱼类在鱼道上溯和歇息。     

基于分位数回归的大西洋中部公海大眼金枪鱼栖息环境综合指数

2001年7月4日-10月27日,中国水产总公司所属的3艘大洋性超低温金枪鱼延绳钓渔船对大西洋中部公海海域进行金枪鱼渔业调查。本文根据所获得的渔场环境、作业参数、渔获统计等数据,应用分位数回归分析方法分别对有关水层(60 m为一层)及总渔获率与温度、盐度和相对流速等环境因素的关系并考虑其不同的影响权重及交互作用建立了数值模型,根据该模型计算大眼金枪鱼的栖息环境综合指数(HEH),利用Marine Explore 4.0软件绘制大眼金枪鱼HEII指数等值线分布图。结果显示:(1)180～240 m水层中,中部海区的HEII_(D_(ij))指数分布较高(高于0.6),其他海区分布较低(小于0.6);(2)240～300 m水层中,6°N以南的海区HEII_(D_(ij))分布较高(高于0.6),以北的海区分布较低(10°N以北,29°W以西除外);(3)300～360 m水层中,仅东南部-部分海区(3°N以南,22°W以东)HEII_(D_(ij))较低(低于0.4),其他大部分海区分布较高(高于0.5);(4)6°N以南的大部分海区(?)指数分布较高(高于0.6),仅在部分较小海区(5°N,22°W、3°N,17°～18°W的附近)内(?)指数分布低于0.5。     

基于分位数回归的大西洋中部公海大眼金枪鱼(Thunnus obesus)栖息环境综合指数

摘要：2001年7月4日-10月27日，中国水产总公司所属的3艘大洋性超低温金枪鱼延绳钓渔船对大西洋中部公海海域进行金枪鱼渔业调查。本文根据所获得的渔场环境、作业参数、渔获统计等数据，应用栖息地适应性指数（habitat suitability index, HSI）模型并结合分位数回归分析方法分别对有关水层（60m为一层）及总渔获率与温度、盐度和相对流速等环境因素的关系并考虑其不同的影响权重及交互作用建立了数值模型，根据该模型计算大眼金枪鱼的栖息环境综合指数(HEII)，利用MarineExplore4.0绘制大眼金枪鱼HEII指数等值线分布图。结果显示：（1）180～240m水层中，中部海区的 指数分布较高（高于0.6），其他海区分布较低（小于0.6）；（2）240～300m水层中，6ºN以南的海区 分布较高（高于0.6），以北的海区分布较低；（3）300～360m水层中，仅南部部分海区（4ºS，23ºW附近） 分布较高，其他大部分海区分布很低（低于0.3）；（4）7ºN以南的大部分海区 指数分布较高（高于0.6），仅在部分较小海区（5ºN，22ºW、2ºS，17ºW和2ºS，23ºW的附近）内 指数分布低于0.5。 关键词：大眼金枪鱼；栖息环境综合指数；分位数回归；大西洋中部公海