飞船返回舱高海况打捞设备电液控制系统

飞船返回舱高海况打捞设备是我国载人航天工程着陆场系统海上应急救生的重要设备,是解决恶劣海况条件下飞船返回舱的打捞方法和系统装备协调控制问题。通过系统研究与试验,完善了打捞方法与系统装备。系统采用现代液压传动与计算机PLVC编程控制,设计系统报警与故障诊断功能,通过集中监控系统,解决了复杂系统内各种设备的协调操作与自动控制问题;通过电气、液压与CAN-Bus通讯技术的集成,满足了恶劣海况条件下打捞返回舱的各系统设备安全运行和高可靠性的要求。系统设备经过了多次模拟返回舱打捞试验,验证了该项目打捞方法合理可行,系统设备安全可靠。     

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。     

渔船拖网绞机恒张力控制系统的设计与仿真

针对拖网捕捞作业中较难保持曳纲张力恒值的问题,设计并搭建了基于模糊PID控制的渔船拖网绞机恒张力控制系统。在对渔船拖网绞机传动原理研究的基础上,建立恒张力控制系统的传递函数,构建模糊PID控制器,通过控制拖网绞机转速而调节曳纲张力。介绍了系统硬、软件的构成,并利用MATLAB进行仿真验证。仿真结果表明,模糊PID控制能在0.8 s内实现曳纲张力恒值,并能在收到干扰后0.7 s内恢复到之前的稳定状态,性能优于传统PID控制和模糊控制。研究表明,基于模糊PID控制的渔船拖网绞机恒张力控制系统具有系统响应快、超调量小、鲁棒性强等特点,能够有效地保持曳纲张力恒值,提高捕捞效率,具有较强实践指导意义。     

基于模糊PID的拖网渔船升沉补偿系统研究

拖网渔船在作业中往往会受到风浪起伏产生升沉运动,进而影响捕捞效率与安全.为消除渔船升沉运动带来的影响,设计了一种基于模糊PID控制器的液压缸式升沉补偿器自动调节装置.首先分析主动液压缸式升沉补偿方案原理,以阀控非对称缸位置控制系统为研究对象,建立了数学模型,设计了模糊PID控制器,在Matlab/Simulink中搭建...     

远海钢质养殖平台锚泊模型试验研究

为保证钢质养殖平台在远海恶劣海况下的安全性,对养殖平台锚泊方案进行风、浪、流水池模型试验论证。根据模型试验的相似准则,采用养殖平台与模型几何相似、水池流体动力相似、非定常流动相似、模型缆绳与实体满足弹性相似的条件。通过试验,测出在不同大小和方向的风、浪、流作用下每根缆绳的受力值,以及养殖平台模型的运动状态、位移和方向。结果显示:在横风、横浪和横流(均为90°)工况下,缆绳受力最大,最大值为114.96 k N,垂荡和橫摇运动量最大,垂荡最大值7.99 m,橫摇最大值12.25°;在斜风、斜浪和斜流(均为45°)工况下,纵摇运动量最大,最大值为8.4 m;波浪越高,缆绳受力也越大,养殖平台运动量也变大。研究表明:与船级社指南对比,在各个工况下,该养殖平台锚泊方案符合船级社系泊指南要求。     

摇臂式波浪发电装置设计与试验研究

中国大多数波浪发电装置目前都处于初级海试阶段,装置在实际海况中的运行效果也普遍不佳。为提高波浪发电装置在小波浪海况下的适应能力及浮子取能效率,基于液压传动系统设计了一种摇臂式波浪发电装置,采用波浪齿条+群组油缸核心技术,能克服目前浮子仅连接一个液压缸导致取能不足的缺陷。为验证该装置的可行性,首先基于设计原理,通过AMESim仿真软件对装置的液压系统进行仿真分析;然后在水动力水池中对整个装置进行模型试验。仿真结果显示,装置的液压系统在小波高海况下可以正常工作;模型试验结果显示,即使在小波高下,该波浪发电装置也能连续、稳定地发电,并且在同类波浪发电装置中具有较高的浮子取能效率。仿真和模型试验结果都验证了该装置设计的可行性。本研究可为其他波浪发电装置的研究设计提供参考。     

船舶减摇装置

在挪威,已制成了各种类型的减摇装置用于拖网渔船,该装置分为主动和被动两种,根据船的航行情况加以选用。首次在船上安装减摇水箱是在一八七四年,此后,各种类型的减摇水箱相继采用。被动式减摇水箱与其他稳定系统相比优点较多,无论船在全速航行或不航行时,均能保持同样好的稳定。     

基于鲸鱼算法的养殖工船水泵模糊控制优化研究

针对某大型养殖工船所装备的养殖水泵采用恒速运行控制策略会造成大量电能浪费和养殖成本增加的问题，设计了一种基于鲸鱼算法优化的养殖水泵模糊PID控制器。通过鲸鱼算法对模糊PID控制器中的量化因子和比例因子进行优化，使得控制器能够针对换水、投饲、清洗、水面泡沫排出的复杂多变工况，对养殖水泵的转速进行动态调节，从而实现海水流量的调节。仿真结果显示，与PID控制器和模糊PID控制器相比，超调量和稳态误差更小。调节时间相较PID控制器缩短了73.14%,相较模糊PID控制器缩短了84.49%,能够更好地满足养殖水泵的控制要求，又能够实现节能的目标。     

深水抗风浪网箱水动力学特性研究

深水网箱抗风浪能力和耐流特性是深水网箱养殖首要解决的主要问题,也是网箱设计的核心技术问题.深水抗风浪网箱系统水动力特性研究相当关键.文中对深水抗风浪网箱水动力特性研究中物理模型试验和数值模拟方法,包括网衣模型相似准则、网箱整体模型试验、运动特性分析技术、网箱整体模型试验,以及网衣模拟、浮架模拟、整体网箱模拟、网衣周围流...     

试论拖网网具风洞模型试验准则

当前研究网渔具在运动过程中的形状变化规律,大致是采用模型试验和实物观察两种方法。近年来随着水下观察技术的发展,实物观察在网渔具研究上正在逐步完善和使用。由于拖网网具的尺度较大,又是由网线、纲索等的柔性线而构成的柔性体,在运动过程中受力后的外形容易变形。     

基于声学方法的水产养殖投饲反馈技术研究进展

目前水产养殖常用的投饲方法是定时定量投喂,往往导致投饲不足或过量。通过监测养殖对象摄食状态为投饲控制提供有效反馈信息,能够根据养殖对象食欲实时调整投饲量,满足摄食需求并减少饲料浪费。声学方法由于其固有的物理特性可以在浑浊水体中测量养殖对象摄食状态。本文介绍了残余饲料检测、鱼群空间分布监测和摄食声音监测这3种基于声学方法的投饲反馈技术,总结了近30年来国内外研究进展,对不同反馈技术的特点和问题进行了分析,并提出声学方法需要与其他反馈技术和投饲量预估方法结合使用,以满足复杂养殖条件下精准投饲要求。     

深蓝渔业发展策略研究

近年来,受制于近海渔业资源衰退、水域环境恶化、生产方式粗放等多重影响,渔业发展空间受到严重压缩,水产品质量安全问题更加突出。向深远海拓展新空间、挖掘优质蛋白的需求迫在眉睫,发展深蓝渔业已成为推进海洋强国战略、促进渔业升级转型的必然选择。本文围绕海洋经济和科技发展规划、深远海养殖技术与装备、南极磷虾等海洋战略性资源开发利用等方面,阐述了国内外目前深蓝渔业发展形势和现状,分析了发展深蓝渔业在食物安全供给、渔业可持续发展、蓝色经济发展等方面的战略意义,认为要持续稳步推进深蓝渔业发展,建议深蓝渔业的发展要因地制宜,做好统筹规划;要科技创新,加快技术攻关;要循序渐进,实现稳步推进;要产业升级,加快融合发展。     

丁香酚对黄斑篮子鱼幼鱼麻醉效果的研究

该研究在水温为(29.3±1.1)℃的自然海水条件下,测定了不同质量浓度丁香酚对体质量为(4.83±1.30)g的黄斑篮子鱼(Siganus oramin)的麻醉效果。结果显示,在30~80 mg·L^–1时,黄斑篮子鱼幼鱼的入麻时间随其浓度的升高而减少,复苏时间随其浓度的升高而增加。麻醉过程中,呼吸频率在浅麻时略微上升,深麻时快速下降,直至麻醉过度呼吸停止。研究发现,丁香酚质量浓度在30~100 mg·L^–1时,黄斑篮子鱼幼鱼均能在3 min内进入4期麻醉,4 min内完全复苏,成活率100%。入麻后在空气中暴露时间少于8 min时,复苏时间随暴露时间的增加而减少,大于8 min时,复苏时间随暴露时间的增加而延长,且复苏率逐渐下降。结果表明,丁香酚对黄斑篮子鱼幼鱼具有入麻快、复苏时间短、复苏率高等优点,是其理想的麻醉剂;建议生产上使用的质量浓度为30 mg·L^–1,且入麻后人工操作不宜超过6 min,若追求更快麻醉,丁香酚质量浓度也不宜超过80 mg·L^–1。     

基于CFturbo的离心式吸鱼泵设计

传统的离心式吸鱼泵设计基本上是根据设计经验与相似泵推导设计,导致设计周期长且性能参数无法确定。为了更加快速、精确地设计出不同尺寸类型的吸鱼泵,并估算出离心式吸鱼泵的流量、扬程等性能参数,运用CFturbo设计软件进行参数化设计吸鱼泵,通过CFturbo软件建立吸鱼泵的三维模型,并通过软件内置经验函数优化设计,然后通过CFD流体动力学软件进行数值模拟仿真验证,最终设计出符合性能参数要求的离心式吸鱼泵,实现离心式吸鱼泵的快速研发。     

基于改进K-means聚类算法的金鱼阴影去除及图像分割方法

针对鱼类行为量化过程中运动阴影区域去除难的问题,以金鱼为研究对象,分别从去除噪点及孤立数据点、使用马氏距离作为距离度量方法、明确聚类个数以及初始聚类中心点选择等方面对传统K-means聚类算法进行了优化,提出了一种基于改进K-means聚类算法的金鱼阴影去除及图像分割方法。在室内正常环境下,使用相机采集玻璃鱼缸中金鱼图像,首先等比例压缩10倍,使用中值滤波方法对样本图像进行预处理,然后将其从RGB颜色空间转换到Lab颜色空间,最后提取a、b分量并使用改进的K-means算法进行聚类。试验结果显示:和传统K-means聚类算法及FCM(Fuzzy c-means)聚类算法进行比较,改进算法对于图像阴影去除及分割具有更好的效果,在200幅具有不同阴影的金鱼样本图像中,基于改进K-means聚类算法的平均误分类的像素比率和平均运行时间分别为2.48%和0.87 5s,能够满足离线鱼类行为量化过程中图像预处理的要求。     

基于Ecopath模型的大亚湾黑鲷生态容量评估

为评估大亚湾黑鲷(Sparusmacrocephalus)的生态容量,根据2015年渔业资源和生态环境调查数据,利用Ecopathwith Ecosim6.5(EwE)软件构建了由26个功能组组成的大亚湾Ecopath模型,分析了大亚湾生态系统的基本特征,并结合食物网结构和能量流动估算了黑鲷的增殖生态容量。结果显示,黑鲷营养级为3.44,营养转化效率为0.302;大亚湾生态系统各功能组的营养级在1～3.95之间,系统总转化效率为7.636%,总初级生产量/总呼吸量为2.142,系统连接指数为0.364,系统杂食性指数为0.210,表明系统各营养级转化效率较低,能量未被充分利用;系统总转化效率低于10%,营养级I、II流向碎屑量占总流向碎屑量的98.11%,说明能量传递发生阻塞,具有增殖空间。经估算黑鲷生态容量为0.034 t/km2,是现存生物量的1.4倍,此时其他浮游生物食性鱼类的转化效率等于1,系统处于平衡状态;达到生态容量前后大亚湾生态系统的总初级生产量/总呼吸量变化很小(变化值为0.001),系统杂食性指数和系统连接指数均没有变化,因此认为放流黑鲷至生态容量对大亚湾生态系统的稳定性和营养结构未产生影响。     

水温对额尔齐斯河银鲫幼鱼耗氧率及窒息点的影响

为鱼类养殖生产和苗种运输过程中溶解氧的科学调控提供理论依据,该试验采用密闭呼吸室法测定了20、22、24、26、28、30℃水温下额尔齐斯河银鲫幼鱼的耗氧率和窒息点。结果表明,水温在20～30℃时,额尔齐斯河银鲫幼鱼的耗氧率随水温的升高而显著上升(P<0.05)。水温为20℃时耗氧率最低,为0.263 mg/(g·h);水温为30℃时耗氧率最高,为0.571 mg/(g·h)。耗氧率与水温的拟合方程为:y=0.0093x^2-0.0027x+0.2604(R^2=0.9896)。额尔齐斯河银鲫幼鱼的窒息点在20～30℃水温下,随水温的升高而上升,其中水温为20℃时窒息点最低,为0.947 mg/L;水温为30℃时窒息点最高,为1.713 mg/L。水温和窒息点的回归关系方程式为:y=0.0271x^2-0.0629x+1.0452(R^2=0.9116)。     

养殖工船系统构建与总体技术探讨

随着社会经济发展,开发海洋生物资源是国家战略及必然趋势。养殖工船是发展深远海养殖工程的核心装备之一,深入研究养殖工船,大力发展深远海养殖,具有较高的经济价值和社会价值。该文从装备技术发展面临的问题出发,以动力系统、系泊系统、养殖系统、物流系统及加工系统的总布置为基础,兼顾安全性、经济性及环保性,将商用运输船设计方法和养殖技术要求有机结合在一起,初步探讨了构建深远海养殖工船系统和总体技术框架。提出了重点关注和研究的技术方向,以期实现船舶和养殖行业的联合技术攻关,早日形成产业指南和设计规程,指导后续养殖工船设计。结合中国强大的船舶海工制造能力,完成养殖工船的批量建设,实现未来规模化深远海养殖。     

粤东柘林湾海洋牧场渔业资源增殖效果评估

为评价粤东柘林湾海洋牧场的建设效果,以环境卫星遥感和现场调查相结合的方法,对柘林湾海洋牧场建设前(2011年8月)和建设后(2013年8月)海表温度(sea surface temperature,SST)、叶绿素a质量浓度(chlorophyll a concentration,Chl a)、总渔获物的单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort,CPUE)、生物多样性、底栖动物的生物量及栖息密度等进行了对比分析。结果表明,柘林湾海洋牧场建设后,海域氮磷比(N/P)接近16,Chl a质量浓度由海洋牧场建设前的7.5～12.3 mg·m^-3提高到建设后的10.4～16.2 mg·m^-3。总渔获物CPUE从2.1～5.5 kg·h^-1提高到5.8～14.5 kg·h^-1。鱼类、甲壳类、头足类和贝类的种类数分别增加了25种、3种、2种和3种,鱼类、甲壳类、头足类和贝类群落的Shannon-Wiener多样性指数(H′)分别提高了0.5、0.4、0.1和1.0,底栖动物的生物量及栖息密度均有所增加。柘林湾海洋牧场的建设在一定程度上改善了渔业生境,对渔业资源的养护和增殖具有积极作用。     

分隔池塘养殖系统研究进展与发展趋势

分隔池塘养殖系统是绿色高效池塘养殖设施研究发展的重点方向之一。提出了分隔池塘养殖系统的定义,阐述了系统设计的原理和国内外发展历程,归纳了标准分隔池塘、简易分隔池塘和流水槽池塘3种国外发展的主要系统模式类型,通过文献收集和实地调研对3种系统模式的研究进展和发展趋势进行了系统的梳理,比较了国内外发展模式的养殖品种、水循环方式、研究概况和产业应用情况,通过进一步讨论分级序批养殖池塘、跑道池养殖池塘2种在国内具备良好发展前景系统模式的优缺点,提出了下一步的研究重点和发展方向,为分隔池塘养殖系统的结构优化和技术提升提供参考。