网板水动力性能研究综述

网板是单拖网渔业中实现网具水平扩张的重要渔具构件,网板水动力性能的优劣直接关系到拖网的渔获效率。综述了国内外矩形平面网板、立式曲面网板、立式V型曲面网板和双翼型网板的相关研究进展,分析了这4种网板类型的各自水动力性能,总结了影响其水动力性能的几种主要因素,旨在为旧式网板的改良优化和新型网板的开发研制提供参考。同时,还分别从机翼理论、模型(实物)实验和CFD数值模拟技术3个角度阐明我国网板研究存在的问题和未来发展方向。     

单船拖网网板的现状及发展趋势

本文根据调查资料,结合研究开发及应用经验,着重介绍国内、外单船拖网网板的使用和研究开发现状,比较不同类型网板的结构型式和作业特点,并对6种具有代表性拖网网板的水动力性能进行对比分析,同时根据国内、外拖网网板的发展趋势,提出今后网板研究、开发的几点看法。     

加筋结构对V型网板水动力性能的影响研究

网板作为拖网渔具的重要属具,其水动力性能对拖网渔具的可操作性和渔获效率均有十分重要的影响。以我国近海拖网渔船配置的加筋V型网板为研究对象,通过与传统无筋V型网板的水动力性能对比分析,研究加强筋对V型网板水动力性能的影响机理,并通过开展动水槽实验对数值计算结果的有效性进行验证。在此基础上,通过改变展弦比、板面折角、加强筋尺寸等设计参数,研究其对加筋V型网板水动力性能的影响规律。结果表明,在大冲角(40°以上)时,加筋V型网板的升、阻力系数与传统V型网板相比呈显著下降趋势;加强筋的存在较为明显地降低了V型网板在最佳工作冲角(10°左右)下的升阻比;增设加强筋后,V型网板的最大升阻比依然会随展弦比的增加而呈逐渐增大的趋势,但不同的展弦比下V型网板的最大升阻比有较为明显的降低;加筋V型网板的板面折角变化引起最佳冲角的改变,但最大升阻比会随板面折角的增加呈现显著增大的趋势;加强筋间距较大时会引起V型网板最大升阻比的明显降低,其尺寸的增加也会在一定程度上降低网板的升阻比。     

双片圆型网板的水动力学特性

网板可以水平扩张拖网，并可使拖网保持在目标深度上，在捕鱼作业中，它对渔获量产生巨大影响。有效的网板能够节省燃油和提高捕鱼效率。网板在拖网渔具中起着最重要的作用。所以，为拖网船设计高效型网板是十分重要的。到目前为止，在过去几十年中已使用许多类型的网板，例如：小展弦比矩形网板、椭圆曲面型网板、     

开缝圆型网板的水动力学特性

网板能使网水平扩张，且使网保持在目标深度上，它对捕捞作业的渔获量产生巨大的影响。有效的网板能节省燃油和提高捕鱼效率，在拖网渔具中起着最重要的作用。所以，在研究渔具中设计高效型网板是重要的。在过去的几十年中，已经使用许多类型的网板，例如，小展弦比矩型网板、椭圆曲面型网板、V型网板、立式V型网板、     

拖网网板型式、结构与性能的研究与应用进展

在分析目前世界使用的网板的型式、结构与水动力性能的基础上,着重分析研究立式V型网板和矩形V型网板的水动力性能,并对我国远洋渔业目前使用的底拖网板的性能进行分析比较研究,为今后设计及合理选用网板提供科学依据.     

拖网网板模型试验

拖网网板是机轮单船拖网的一项重要属具,在拖网过程中,网板在水中受到流体压力的作用而向外扩张,从而保证了拖网网口的水平张开。网板扩张性能的好坏将直接影响单船拖网的渔获量,因此,世界各海洋渔业国家对于拖网网板性能研究都很重视。目前国内、外在单船拖网中已设计、采用了很多类型的网板,主要有以下四种类型：矩形,椭圆形,翼型(国外称V型)及立式机翼形。     

双开缝矩形曲面网板水动力性能及影响参数研究

为满足渔业现代化的发展需求,渔具的改良是其不可或缺的一部分,而网板是提供拖网网衣水平张力主要属具。采用矩形曲面网板有利于提高网板的升力系数和升阻比,而网板开缝有利于减小网板的背面涡流,增加网板的水动力性能,提高网板操作稳定性。为研究小型拖网渔船网板的水动力性能,通过数值模拟的方法,在其他参数一定的情况下,采用控制变量法控制双开缝矩形曲面网板的速度、开缝尺寸以及展弦比等参数的单一变化,研究其对拖网网板水动力性能的影响规律。数值计算结果表明:该网板升力系数和升阻比随冲角的增大呈先增后减的趋势,最佳升阻比出现在冲角为10°左右的时候;速度对网板水动力性能无显著影响;升力系数随开缝尺寸的增加总体呈上升趋势,当开缝尺寸大于50 mm时,升力系数无显著变化,升阻比随开缝尺寸增大总体呈先增后减的趋势;不同展弦比的网板在升力系数达到最大时对应的最佳冲角随展弦比的增加而逐渐减小;同时,升力系数峰值随展弦比的增加呈先增后减的趋势,当展弦比为0.6左右时,升力系数的峰值达到最大。研究结果可为同类型的小型拖网渔船拖网网板的结构优化设计提供更加可靠的参考。     

福建省拖网模型水池试验研究

模型试验是研究渔具作业性能最直观方便的方法。本文通过对全省南北有代表性的七张对拖网具进行的网模系列试验,对比和分析了各地使用的不同结构拖网渔具的作业参数和特性,得出底拖网阻力经验公式及体现渔具性能优劣的四个要素(阻力、网高、垂直扩张系数和能耗系数)。     

拖网网板设计与制造

中国水产科学研究院东海水产研究所捕捞与渔业工程实验室是渔具渔法的专业研究部门,近年来,通过模型风洞试验,先后研制了各种类型、规格的拖网网板,已广泛应用于我国远洋拖网渔业,并取得了较好的效果。     

Study on the hydrodynamic characteristics of the rectangular V-type otter board using computational fluid dynamics

The hydrodynamic performance of the rectangular V-type otter board is studied by two kinds of numerical simulation methods. The model tests are conducted in the flume tank as well as a comparison to the numerical results. It is found that the CFX analysis is better at simulating the forces, especially for predicting the maximum lift coefficient and the maximum lift-drag ratio. On the other hand the FLUENT analysis is better at simulating the velocity field. The full-scale otter board is then studied by means of CFX simulation to investigate their hydrodynamic performance. The results show that the otter board will be optimized when the aspect ratio is set to 0.490 with a dihedral angle (Г) of 17°. It is confirmed that the numerical simulation is a powerful tool in studying the hydrodynamic characteristics of the otter board and is useful in designing and optimizing otter boards.     

刚性分离栅对网板虾拖作业渔获物的分离效果

根据2002—2003年在福建中南部海区的网板虾拖网作业,应用刚性鱼虾分离栅进行释放经济幼鱼和鱼虾分离试验的资料,文章对试验期间的渔获物进行统计分析。结果表明：网板虾拖作业网具采用刚性分离栅对鱼类和虾类的分离特别明显,对体形较大的蟹类也有一定的分离效果,而对头足类的分离不是很明显。放大囊网网目尺寸的网袋可减少对主要经济种类幼体和其它种类的捕捞,从而达到有选择性的捕捞,保护渔业资源。     

立式曲面V型网板在拖网系统中的力学配合计算研究

为获知网板对拖网系统力学配合计算的影响,本文运用网板平衡方程结合钢索张力方程,建立拖网系统力学配合计算模型,并选取一款广泛使用的立式曲面V型网板及其相应的中层拖网,将网板水动力性能水槽实验数据,结合“龙腾”号的拖网及拖船实测数据带入力学模型,从翼端处的张力起始,逐步计算及分析手纲、网板、曳纲的受力情况,得到网板工作冲角、曳纲长度及张力、拖网翼端深度等拖网系统参数值。对网板各参数对拖网系统的影响进行了分析讨论,分析证明:冲角、曳纲长度和翼端深度随拖曳速度增加而减小;翼端深度及曳纲张力随曳纲连接点Z坐标的增加呈指数增长,随手纲连接点Z坐标增加呈线性减小;通过调节曳纲连接点Z坐标在0.1m-0.6m范围内,可控制工作冲角在17.77°-18.55°之间,翼端深度在124.3m-192.3m之间,曳纲张力在40210N-42219N之间变化;通过调节手纲连接点Z坐标在-0.4m--0.05m范围内,可控制工作冲角在16.54°-19.85°之间,翼端深度在75.9m-679.5m之间,曳纲张力在39533.5N-57933N之间变化;减少网板在水中质量,可减小拖船功率负荷,更适合在浅层作业;减小网板面积,可降低网板工作冲角,同时减小拖船功率负荷,更适合在稍深的水层作业。本文总结了网板参数的配合计算规律并建立了估算公式,为网板的合理使用和进一步开发提供参考依据。     

闽南-台湾浅滩渔场单船拖网作业调查与分析

根据2009—2010年闽南-台湾浅滩渔场单船拖网作业监测调查资料和生产统计数据,阐明单船拖网作业的渔业地位、渔场分布、网具类型,着重分析该作业渔获种类组成及主要捕捞对象的资源动态。结果表明:单船拖网作业产量位居闽南-台湾浅滩渔场各种海洋捕捞作业的首位,大吨位、大功率渔船数量连续多年不断增长;渔具型式以有翼单囊网具为主;部分渔船使用的拖网网囊尺寸远远低于国家标准;带鱼、二长棘鲷幼鱼损害现象较为严重;秋季8—10月蓝圆鲹和鲐鱼群体绝大多数个体可达到最小可捕规格。调查研究结果还表明,2002年以来单船拖网渔业资源结构已发生较大变化,生命周期短、营养级较低的蟹类、枪乌贼类、乌贼类和虾类资源渔获比重显著增长;原优势种类绿布氏筋鱼资源已出现严重衰竭;二长棘鲷资源量逐年减少,渔获群体明显趋向小型化、低龄化。     

不同工作姿态下立式双曲面网板水动力及周围流场特性研究

网板是单拖网中实现网具扩张的重要属具,其稳定状态直接决定拖网网口扩张程度,进而影响渔获效率和经济效益。该研究以立式双曲面网板为研究对象,利用水槽模型试验和数值模拟(Computational fluid dynamics,CFD)探究立式双曲面网板在不同倾斜状态(内、外倾斜,前、后倾斜)和冲角下的水动力性能变化,并对网板周围流场和表面压力进行可视化。结果显示:1)模型试验和数值模拟的网板升力系数均在倾角为0°,冲角为25°时达到最大值,分别为1.69和1.88;而两者的阻力系数均随倾角增大逐渐减小。2)模型试验和数值模拟的升阻比均随倾角增大逐渐减小;当内倾角为5°时,两者的升阻比均达到最大,分别为3.27和3.69。3)压力中心系数Cpb随倾角变化基本保持不变;但当网板处于前倾状态时,Cpc随倾角增大而增加;而网板处于后倾状态时,Cpc随倾角增大逐渐减小。4)CFD结果显示,网板中心面后部旋涡随倾角增大逐渐减小;当网板处于内、外倾状态时,前端流速衰减区随倾角增大逐渐增加;但当网板处于前、后倾状态时,衰减区随倾角增大逐渐减小;网板处于前倾状态时,压力中心随倾角增大逐渐向网板上端翼弦移动,网板处于后倾状态时则出现相反结果。研究结果可为今后研究网板稳定性和合理使用及调整网板提供科学参考。     

立式V型曲面网板的水动力性能

采用正交优选法来考察网板板面折角、展弦比以及后退角对立式V型曲面网板水动力性能的影响。试验结果证明影响网板水动力性能的最重要的因素是网板板面折角,其次是展弦比和后退角。当网板的板面曲率为14%、板面折角为12°、展弦比为1.60、后退角为10°时,网板具有较高的水动力性能。当冲角为25°和28°时,网板的升力系数均为1.68。另外,通过对优选网板添加模拟海底的试验证明,网板在底层作业时,其临界冲角从28°减小为25°;在常用工作冲角范围内,网板在底层时的扩张性能要高于中层,同时,网板的升阻比也略有上升,并能在较宽的冲角范围内持续保持较高的扩张性能。     

Benthic disturbance by fishing gear in the Irish Sea: a comparison of beam trawling and scallop dredging

1. The distribution of effort for the most frequently used mobile demersal gears in the Irish Sea was examined and their potential to disturb different benthic communities calculated. Fishing effort data, expressed as the number of days fished, was collated for all fleets operating in the Irish Sea in 1994. For each gear, the percentage of the seabed swept by those parts of the gear that penetrate the seabed was calculated. 2. For all gears, the majority of fishing effort was concentrated in the northern Irish Sea. Effort was concentrated in three main locations: on the muddy sediments between Northern Ireland and the Isle of Man (otter and Nephrops trawling); off the north Wales, Lancashire and Cumbrian coast (beam trawling); the area surrounding the Isle of Man (scallop dredging). 3. In some areas, e.g. between Anglesey and the Isle of Man, the use of scallop dredges and beam trawls was coincident. A comparative experimental study revealed that scallop dredges caught much less by-catch than beam trawls. Multivariate analysis revealed that both gears modified the benthic community in a similar manner, causing a reduction in the abundance of most epifaunal species. 4. Although beam trawling disturbed the greatest area of seabed in 1994, the majority of effort occurred on grounds which supported communities that are exposed to high levels of natural disturbance. Scallop dredging, Nephrops and otter trawling were concentrated in areas that either have long-lived or poorly studied communities. The latter highlights the need for more detailed knowledge of the distribution of sublittoral communities that are vulnerable to fishing disturbance. ©British Crown Copyright 1996.     

疏目拖网改革试验

将单拖网具的网目从原来的140.0mm放大到400.0mm、2000.0mm和8000.0mm之后,相应的网口周长也从原来的72.8m扩大到88.0m、148.0m和300.0m.在渔船主机功率不变的情况下,相应的拖速从3.0节提高到4.0、4.5和5.0节.网口高度也提高了2～5m.生产试验捕捞中上层等栖息水层较高的鱼类,渔获产量明显地提高.