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。     

南极磷虾拖网的性能优化分析

针对一顶中国目前正在使用的南极磷虾(Euphausia superba)拖网进行网具优化试验,设计了调整参数为浮沉比、上下手纲(等长)和叉纲的三因子L9(34)正交实验,并在3组L/S(水平扩张比)和5级拖速下完成了135次拖曳试验。结果表明:(1)随着拖速和L/S的增加,网具阻力增加,网口高度降低;(2)流速为3 kn情况下,L/S=0.45时,对阻力(Fs)和网具功率消耗(Ps)影响的主次顺序均为沉力(A)>叉纲(C)>手纲(B),对网口高度(Hs)影响的主次顺序为A>B>C,对能耗系数(Ce)影响的主次顺序为C>A>B,水动力性能的最优组合为A3B3C1;L/S=0.5时,对Fs、Hs和Ps影响的主次顺序均为C>A>B,对Ce影响的主次顺序为B>C>A,最优组合为A2B3C3;L/S=0.55时,对Fs和Ps影响的主次顺序均为C>A>B,对Hs影响的主次顺序为B>A>C,对Ce影响的主次顺序为B>C>A,最优组合为A2B3C3;(3)当L/S极低为0.2时,网口的水平扩张约为23 m,虽然此时网口高度有一定的提高,但网具的综合性能却显著下降,能耗系数增加;(4)增加沉力,适当放长手纲和叉纲可以有效提高已定型网具的性能。为确保在低拖速下达到网具的高扩张性能,应考虑改进网板性能,建议采用低拖速高扩张性网板。     

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。     

南极磷虾桁杆拖网网型结构与作业性能之间的关系

桁杆拖网是南极磷虾连续泵吸桁杆拖网捕捞系统重要组成部分之一,为深入了解该系统中桁杆拖网的作业性能特征,促进网具作业性能优化,本研究通过模型试验开展了网型结构和沉子重量对网具作业性能影响的探索,网型结构包括6种(3种腹网宽度,每种宽度采用2种缝合方式),分别以A、B、C、AA、BB和CC表示,沉子重量3种。综合比较表明,不同试验网型作业性能优劣排序为BB>CC>C>A>B>AA,但差异不显著。缩小腹网宽度和斜目缝合均能有效提高网口垂直扩张、降低能耗系数,提高网具作业性能,尤其适用于较高拖速的作业场景。沉子重量与网具阻力、网口垂直扩张均呈显著正相关,但与能耗系数相关性不明显;为促进网口垂直扩张,合适的沉子重量配备随拖速增加而递增,拖速1.5 m/s的条件下,各试验网型其沉子配重应不低于3.05 t。试验条件下,各网型的网具阻力、能耗系数变化趋势较平稳,递变斜率变化较小,网具阻力与拖速呈幂函数关系,指数介于1.49～1.64。以上结论可为南极磷虾桁杆拖网属具配备以及优化设计提供参考。     

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。     

高海况漂浮物打捞网具的研究试验

为在高海况下安全打捞落水人员和重要的漂浮物,设计了一种打捞网具。为此研究了打捞过程中船舶行进速度、网口高度、打捞物体吃水深度等参数对打捞网性能影响;通过网具模型试验,模拟网具打捞作业,测试网具在打捞体进网前后力的变化,分析了打捞物体吃水深度与进网匹配性、进网的拖网速度以及网具受到的最大撞击力等。结果显示,试验用打捞体的进网条件受其吃水深度和网具拖速的影响较大。在打捞体吃水深度一定时,打捞体可在拖速≥2.5 kn时顺利进入网内;但当拖速过大,网口垂直扩张系数越小,不利于进网。试验范围内的最大撞击力随着拖速的提高而增大,最大值为27.84 k N。研究表明,网具最大撞击力的参数值对网线材料的选择与强度设计、网具支撑拦截臂架的结构强度计算具有指导意义。     

单船中层拖网网具操作参数变化的研究

以上海远洋渔业公司960.00m×226.28 m(107.80 m)中层拖网为母型网,按田内网渔具模型试验准则,进行水池模型试验.结果表明,在其他条件相同时,大型单船中层拖网的手纲和叉纲长度至少在240 m和130 m以内增长,有利于提高网口垂直扩张和降低能耗系数.当拖曳速度小于4.0 kn时,下手纲应比上手纲长2 m,当拖曳速度大于4.0 kn时,下手纲应比上手纲长4.0 m.对于多个燕尾的网具,连接上、下纲的2根叉纲应比中间的叉纲长2～3 m.在不影响操作的条件下,浮、沉力配备越大,越有利于提高网具性能.     

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。     

基于模型试验的秋刀鱼舷提网纲索张力性能研究

根据2014年11—12月进行的秋刀鱼(Cololabis saira)舷提网静水槽模型试验测定的网具数据,通过多元线性回归分析了模型网绞收过程中的张力变化,以及绞网速度和下纲配重与模型网网具张力的关系,试图研究涤纶材料的模型网网具起网张力性能。试验结果表明:(1)模型网侧纲、下纲的张力在绞网过程中随时间均呈逐渐增加的趋势,在绞网过程即将结束时张力达到最大值。(2)模型网侧纲、下纲张力均随绞网速度的提高而增加,并随着绞网速度的提高增速加快,不同绞网速度组之间张力变化存在显著性差异(P0.05);当绞网速度在0.12~0.36 m/s之间时,网具张力变化比较稳定;绞网速度在0.36~0.60 m/s时网具张力增加的幅度较大。模型网侧纲、下纲张力随下纲配重的增加逐渐提高,但影响并不显著。     

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。     

Bridle efficiency of a survey trawl for flatfish: measuring the length of the bridles in contact with the bottom

A bottom trawl catch of flatfish is composed of fish that were initially in the path of the net and fish that were initially in the path of the bridles and were subsequently herded into the net path. Bridle efficiency (i.e. the proportion of fish in the bridle path herded into the net path) can be estimated by fitting a model to catch and trawl measurement data collected in a field experiment in which the bridle path is varied in width by varying bridle length. Since flatfish are herded by the direct contact or close approach of the bridles with the bottom, part of the necessary field work is estimating the length of the bridles in contact with the bottom. Previously, bottom contact of the bridles has been determined using video cameras, but this is not possible when the bridles are entirely obscured by the mud clouds generated by the trawl doors. As an alternative approach, a bridle-mounted bottom contact sensor (BCS) was developed to allow measurement of the off-bottom distance of a bridle and the percentage of time it is in contact with the bottom. For the survey trawl studied, approximately 43% of the lower bridle was sufficiently close to the bottom to presumably elicit a herding response; however, the middle of the three bridles sagged to such an extent that it touched the bottom ahead of the lower bridle and extended the length to 51%.     

西非海域单船底拖网的试验研究-Ⅰ四片式拖网的设计与试验

以1029 kW六片式拖网为母型,设计四片式拖网,并进行水槽模型试验,分析其水动力性能。研究结果表明:通过改进上下纲结构形式、调整上下纲比例和背侧网比例,四片式拖网的水动力性能得到了较大的提高。当拖速为3.5 kn时,四片式拖网的阻力仅为44.57 kN,网口高度达5.9 m,水动力性能系数为2.32 m2/kN,能耗系数为1.20 kW.h/104m3。     

136kW渔船鳀鱼变水层拖网的试验研究

本文报道了改进设计的专用鳀鱼变水层拖网1994～1995年期间海上的试验结果。试验结果表明:该网的结构合理,网具性能优良。网口高度达12.6m,拖速提高到3.0～3.8节。拖网阻力比原生产网减少19％,平均网次产量比原生产网增产35.3％。     

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。