立式双曲面网板水动力性能优化研究

为研究结构型式及尺寸对立式双曲面网板水动力性能的影响机理,基于计算流体力学方法,建立立式双曲面网板三维数值模型,计算分析其水动力性能,并通过设计制作缩比模型开展动水槽试验,验证数值结果的有效性。开展曲面板弯曲度、弯曲度位置、支撑板间距等不同结构参数对立式双曲面网板水动力性能的影响规律研究,以探究最优化的结构设计方案。研究结果表明:曲面板弯曲度的同步改变和单一改变均会对立式双曲面网板的水动力性能产生不同程度的影响。如果只考虑扩张效果,曲面板A、B的弯曲度均设置为20%左右,或曲面板A弯曲度设置为15%、曲面板B弯曲度设置为25%左右,均可在一定范围内将立式双曲面网板的最大升力系数提高到最大值;但从网板综合性能考虑,后一方案可获得更高的最大升阻比。当曲面板弯曲度位置同步设置为50%时,网板升力系数可达到最大值,此时扩张效果最佳,而当曲面板弯曲度位置同步设置为20%时,最大升阻比达到峰值,网板综合性能相对更好。支撑板间距对立式双曲面网板水动力性能的影响不明显,将支撑板间距设置为420 mm左右,可在小冲角范围内提升其最大升阻比。

基于流固耦合算法的不同材料网板水动力试验

拖网网板的水动力模型试验结果会因加工工艺、加工方式、加工材料和试验条件等多种因素出现不同程度的试验偏差。为探究网板模型不同加工材料对水动力试验的影响机理,选取双开缝矩形曲面网板为研究对象,基于流固耦合算法结合动水槽模型试验,分析丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)3种3D打印材料网板模型与传统钢质网板模型的结构响应差异及其对水动力试验的影响规律。结果显示:采用传统金属材料(钢)与非金属材料(ABS)加工的网板模型在结构响应及水动力性能方面均具有显著差异,且随冲角和流速的增加,网板模型的最大变形量增加,进而导致升/阻力系数差异也进一步增加;PVC材料因其弹性模量较大、刚性较强,结构响应与金属材料较为接近,因而对水动力试验结果影响较小。基于上述结果,开展网板水动力模型试验时,可选用PVC作为3D打印材料,但需确保模型制作精度,避免模型材料对水动力试验结果精度的影响。

南海区单船有袖单囊拖网网囊网目对金线鱼的选择性研究

金线鱼(Nemipterus virgatus)是南海区拖网渔业的重要经济种类。为提高拖网对金线鱼的选择性,在南海区使用套网法对网目尺寸分别为30、35、40和45 mm的4组网囊开展了试验。使用双重拔靴法拟合网囊对金线鱼的选择性参数和选择性曲线,比较网囊间的选择性差异,并估算网囊的捕捞方式指数。结果显示,随着网目尺寸的增大,50%选择体长(L50)增大,选择性曲线的置信区间变窄,网囊对金线鱼幼鱼的渔获比例减小。试验网囊的L50均小于金线鱼的开捕规格(15.0 cm),网囊对金线鱼的抛弃率大于67%。研究表明,增大网目尺寸能够优化网囊的选择性,但选择性仍需进一步提升,才能更好地促进金线鱼拖网渔业的可持续发展。

功能性渔用材料的研究现状与展望

随着新材料技术的不断革新和现代渔业的高质量发展,功能性渔用材料迎来了新的挑战,同时也给现代渔业高质量发展带来新的机遇。功能性渔用材料在蓝色粮仓建设、渔业生态环境保护及绿色水产品供给等方面发挥了重要作用。为研发综合性能更加优越的功能性渔用材料,本文概述了近年来功能性渔用材料的研究现状,分析了防污材料、可降解材料、发光材料、抗菌材料等功能性渔用材料的应用进展以及现阶段存在的问题与不足,并展望了今后的发展趋势,以期为功能性渔用材料的快速崛起和产业化应用等提供参考。

海水养殖网箱防污损生物技术的研究进展

海水养殖网箱上的污损生物过多时,会影响网箱内外水体的交换、缩短网衣的使用寿命,甚至危害养殖生物的健康。如何解决网箱污损生物的附着成为了海水养殖网箱使用的一个难题。本文简述了国内外海水养殖网箱防污损生物技术的现状,重点介绍了机械清除法、涂料防污法、金属合金网衣防污法等海水养殖网箱防污损生物技术的研究进展,同时指出了当前海水养殖网箱防污损生物技术所面临的问题并给予了建议,旨在为海水养殖网箱的防污损生物技术以及海水养殖业的可持续性健康发展提供参考。

组蛋白及变体在染色质重塑中的功能:以水生动物精子发生为例

两性生殖中,精子作为携带父本信息的载体,是物种延续的关键因素。精子发生经历精原细胞、初级和次级精母细胞、圆形精子、成熟精子阶段。在圆形精子形成成熟精子过程中,染色质进行重塑,细胞形态发生剧烈变化,其中,组蛋白修饰和组蛋白变体在这些过程中发挥了重要作用:如甲基化主要与基因表达的激活或抑制有关;乙酰化激活转录活性并参与组蛋白沉积和DNA修复;磷酸化促进转录后修饰或参与DNA双链断裂修复;泛素化调节不同细胞途径中各式各样的蛋白质底物。组蛋白变体在调节染色体结构中发挥重要功能:如组蛋白H1变体在分化过程中具有抑制转录的作用;组蛋白H2A和H2B变体在精子染色质包装过程中发挥特有功能;H3.3是H3最重要的变体,在细胞周期的各时期都有表达;组蛋白H4则是进化最慢的组蛋白之一,目前还没有发现其组蛋白变体。本文围绕组蛋白翻译后修饰,梳理了甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等方面的最新进展和组蛋白变体在染色质重塑过程中的功能研究进展,随后针对各类组蛋白变体及其功能进行了总结,最后以半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)为例简要介绍这些研究对水生动物精子发生的启示。

可降解材料及其在渔具领域应用的研究进展

伴随着合成纤维渔具的广泛使用,海洋中出现了大量废弃渔具,它们能在海洋中存在数十年的时间,给海洋环境和渔业资源带来严重危害。综述了聚乳酸(PLA)、淀粉基材料、聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚丁二酸丁二酯-己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBSAT)等可降解材料的物理性能及其在加工工艺、共混改性等方面的研究现状,以及可降解材料在渔具领域(如:刺网、笼壶)的应用及研究进展。相关研究表明:上述可降解材料在海洋微生物的作用下可以完全降解,最终分解为对环境无害的水和二氧化碳,是制造环境友好型渔具的潜在材料,但其力学性能与合成纤维的还有一定差距,可通过物理或化学改性等方法进行提高;PBS、PLA、PBS/PBAT刺网与聚酰胺(PA)刺网的捕捞效率不存在显著差异;PBS/PBAT、PBS蟹笼的捕捞效率与聚乙烯(PE)、PA蟹笼相似,使用可降解材料制作笼身或逃生口的蟹笼与传统合成纤维蟹笼的捕捞效率相似;PBSAT刺网的捕捞效率明显低于PA刺网,由于可降解材料的柔韧性不如合成纤维,在作为蟹笼入口材料时会降低蟹笼的捕捞效率。最后对相关研究进行了展望,可降解材料在渔具制造领域的应用前景广阔,开发综合力学性能优越、价格低廉的可降解渔具材料将是未来渔业科技工作的重点之一。

基于CFD的多叶可控网板水动力特性及压力流场研究

传统网板通过改变曳纲长度和拖速控制作业深度,通过改变网板与曳纲和手纲的固结点位置调整作业姿态,操作复杂。为了给可控变水层网板的设计研究提供科学参考,设计了一款多叶可控网板,通过数值模拟仿真计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)探究其不同部位(上端、下端)叶片的转动方向和转动角度(-40°~40°)对其水动力性能的变化影响。结果显示:1)叶片闭合时,多叶可控网板的升力系数在20°冲角时达到最大值0.88;其升阻比在5°冲角时达到最大值8.85。2)0°冲角时,网板两端叶片朝负方向转动,升力逐渐减小至0,并在转角为-20°时,升力变为相反方向;两端叶片朝正方向转动,升力系数先增大后减小,在转角为20°时达到最大值0.32;升阻比随叶片冲角的增加而减小。3)20°冲角时,网板两端叶片朝正方向转动,升力系数不断减小;叶片朝负方向转动,升力系数先增大后减小,在-10°转角时达到最大值1.05;升阻比在-20°转角时达到最大值5.25。4)两组冲角下,两端叶片分别朝正方向转动,Z轴分力系数均先增大后减小。

捻度对渔用UHMWPE裂膜纤维线股拉伸性能与耐磨性能的影响研究

为促进超高分子量聚乙烯裂膜纤维(简称UHMWPE裂膜纤维)在渔用绳网中的应用,以膜裂法制备渔用UHMWPE裂膜纤维为原料,通过加捻制备渔用UHMWPE裂膜纤维线股,在此基础上,考察了加捻对UHMWPE裂膜线股的线密度、直径、拉伸性能和耐磨性能的影响。结果显示:UHMWPE裂膜纤维线股随捻度的增加表现出直径逐渐减小、实际线密度先增大后减小以及捻回角逐渐增加等特征;对于不同线密度规格的UHMWPE裂膜纤维线股,随着捻度的增加,其断裂强力均呈现降低的趋势,且纤维线密度越低,加捻对线股断裂强度的影响越小;1600 D的UHMWPE裂膜纤维线股的磨损次数随捻度的增加而降低,而3200和4800 D线股的磨损次数随捻度的增加呈现先降低后升高的变化趋势,且4800 D的不同捻度的线股之间的磨损次数无显著性差异(P<0.05),显示出纤维线密度越大,加捻对其耐磨性能的影响越小。1600、3200和4800 D的UHMWPE裂膜纤维线股的结节强力随捻度的增大呈现先升高后降低的变化趋势,当预加捻度为120 T·m^(-1)时,3种线密度线股的结节强力达到最大值,分别为204.15、373.5、562.41 N,较未加捻UHMWPE裂膜纤维分别提高了50.14%、37.13%和30.22%。在本实验捻度设置范围内,1600 D裂膜线股的结节强度随捻度的增加而增大,较未加捻裂膜纤维结节强度提高了32.49%。研究表明,无捻或低捻度、低线密度UHMWPE裂膜纤维线股可用于UHMWPE裂膜纤维无结网的制备;无捻或低捻度的高线密度UHMWPE裂膜纤维线股则具有较好的耐磨性能;中高捻度、低线密度UHMWPE裂膜纤维线股可用于UHMWPE裂膜纤维有结网的制备。研究结果可为渔用UHMWPE裂膜纤维绳网材料的加工、开发与应用提供参考。

纳米二氧化钛(TiO_(2))对PP/PE复合纤维性能的影响

本研究采用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和二氧化钛纳米颗粒(TiO_(2))熔融混纺,制备了PP/PE/TiO_(2)复合纤维,研究了TiO_(2)含量对复合纤维结构、动态力学性能和力学性能及光催化降解性能的影响。结果表明,TiO_(2)作为微聚集体均匀地分散在复合纤维基质中,随TiO_(2)含量增加,聚集体尺寸越大。TiO_(2)的加入对复合纤维的熔融温度(T m)无显著影响,少量TiO_(2)(0.5%)具有成核促进作用,提高结晶速率,使结晶度增大。随着TiO_(2)含量增加,复合纤维的断裂强度和结节强度先增加后降低,少量TiO_(2)对复合纤维具有增强增韧的作用。光降解200 h后,复合纤维的断裂强度、结节强度损失率与TiO_(2)含量的变化趋于正相关关系,随TiO_(2)含量增加,复合纤维力学性能显著降低,断裂强度、结节强度损失率显著增加,光降解性能增强。本研究结果有助于可降解渔用材料性能的优化,拓展可降解渔用材料的应用,为制备性能优异的可降解渔用材料提供参考。

纤维艺术在景观装置中的应用研究

随着我国高质量发展的深入推进,人们对美好生活的追求也不断提升,对生活品质和审美也有了更高的需求。在此背景下,景观装置的出现为地方形象和文化内涵提供了新的载体。文章对纤维艺术在景观装置中的应用进行研究,借助其丰富的呈现形式使环境空间展示的内容更为多元。

基于CFD的拖网网板模型参数对水动力试验的影响研究

拖网网板的水动力模型试验结果经常会因雷诺数、模型尺度等各种试验因素出现不同程度的结果偏差。为研究模型参数对拖网网板水动力试验的影响机理,选取立式V型曲面网板为研究对象,基于水槽模型试验结合计算流体力学数值模拟方法,对比分析其水动力性能及流场分布,探究模型尺度比、板面厚度及模型材料等参数对其水动力试验结果的影响。结果显示:模型尺度比变化对网板升/阻力系数曲线形状无显著影响,但模型尺度缩小过多(20∶1)将导致升力系数在小冲角(α<30°)时偏差明显;模型板面厚度增加会导致升力系数在大冲角(α>30°)下的显著降低,而对阻力系数的影响则主要反映在小冲角(α<30°)时;非金属材料模型由于刚性不足,在水槽模型试验过程中容易因受力后产生一定位移与变形而引起试验结果的偏差。基于上述结果,设计网板水动力模型试验时,应使得模型尺度尽可能大,减小模型尺度对试验结果精度的影响;可适当增加板面厚度以提高模型结构稳定性,增厚范围不宜超过2倍。

一种海水养殖用铜合金斜方网衣

专利申请号:2022105913379公布号:CN115067253A申请日:2022.05.27公开日:2022.09.20申请人:昆明冶金研究院有限公司北京分公司本发明公开了一种海水养殖用铜合金斜方网衣,包括:多根弯折成横截面为圆角矩形的螺旋状铜合金网线,所述多根螺旋状铜合金网线相互交织形成具有菱形网孔的网状结构,所述螺旋状铜合金网线位于网状结构外部的剩余末端向内弯折并且端部紧贴附于相邻近的铜合金网线外壁形成裹边结构。

石磺繁殖生物学的实验研究

用实验室小型试验、贝类育苗场生产性试验和自然群体实地观察的方法，结合养殖池塘内石磺（Onchidium sp．）繁殖习性跟踪观察，2年内研究了沪浙地区石磺的繁殖季节，繁殖方式，繁殖力，受精卵的发育孵化，水温和盐度对胚胎发育的影响，胚胎停止发育现象，幼虫发育及变态前形态变化，对石磺繁殖生物学作了比较系统的实验研究。结果显示石磺雌雄同体，雄性先熟，异体交配，体长5cm体重10g以上的个体为繁殖的主要群体，其生物学最小型为体长3．1cm和体重3．5g；交配期多在气温22℃以上的5月中下旬至9月下旬，6-8月为繁殖盛期。产卵前经过5-10h的求爱和1-5h的交配过程，交配后15d左右产出受精卵，多在大潮日至小潮日期间3～5d内的晚间产卵；繁殖期具有6个明显的产卵高峰。卵群表面积15-30cm^2，每平方厘米卵群含卵子2650±300个，每个卵群含卵子4．4-8．0万粒。水里与潮湿环境中卵群孵化率没有明显差异；26-35℃的水温下，卵群孵化时间10-14d，水温23℃以下石磺胚胎出现停止发育的现象。适合卵群孵化的海水盐度为6～20，孵化出膜2-3d后的面盘幼虫开始摄食单胞藻。自由生活面盘幼虫经23d培育后出现明显的革质膜；变态后的幼体可能存在不断蜕去革质膜的过程，面盘幼虫的变态过程和变态条件仍有待研究。

渔用聚乙烯纤维研究现状及趋势

系统论述了渔用聚乙烯纤维的研究现状及其发展趋势,结合聚乙烯塑料的改性方法,提出了渔用聚乙烯纤维增强增韧的改性思路。介绍了橡胶或弹性体、刚性粒子、刚性粒子协同弹性体对聚乙烯增强增韧改性方法,重点介绍了刚性粒子和刚性粒子协同弹性体对聚乙烯的增韧改性,指出纳米粒子协同弹性体增韧渔用聚乙烯纤维将是未来渔用聚乙烯纤维增韧改性的主要研究方向。

辽东湾不同型刺网捕捞性能的比较

为了提高近海渔业资源养护型捕捞与管理技术,促进《全国海洋捕捞渔具目录》的实施,2014年10–11月在辽东湾进行了网目尺寸为40 mm、50 mm、60 mm的单片刺网、双重刺网和三重刺网以及生产对照网的选择性对比实验。结果显示,各种实验网的渔获种类数均在6–9种之间,优势种口虾蛄(Oratosquilla oratoria)的优势度随网目尺寸的增大而减小,但花鲈(Lateolabrax japonicas)的优势度随网目尺寸的增大而增大。同型试验网在不同网目尺寸条件下的渔获量有显著性差异,其中,60 mm试验网与40 mm同型试验网的单位捕捞努力量渔获量(CPUE)比较,单片刺网为800%,双重刺网为650%,三重刺网为500%;而异型试验网在网目尺寸相同条件下对渔获量的影响相对较小。试验网的组内渔获组成平均相似度分别为单片刺网59.24%,双重刺网62.63%,三重刺网66.51%;组间分别为71.44%、67.50%和70.58%;对组内和组间平均相似度贡献最高的种类均为口虾蛄和花鲈。随着网目尺寸的增大,各型试验网的渔获物幼鱼比例呈下降趋势。

波流作用下圆柱形近海抗风浪网箱缆绳的张力特性

HDPE框架圆柱形网箱是目前我国应用最广泛的抗风浪网箱养殖设施。作者以40m×6m该种网箱为原型，选择λ=1／16和λ’=1／3．625～1／4．333的尺度比制造模型，于2003年7月在大连理工大学开展了模型试验，研究其在纯流（0～1．25m·s^-1）、纯波（0m、3m和6m）及其联合作用下的运动状态和缆绳张力特性。结果表明，缆绳张力对台风浪的响应过程复杂，纯波浪时呈“波群”状态，波流联合时呈“漂移”状态，而对季风浪响应则无此现象，其对网箱在台风浪下的破坏作用需继续研究；台风浪下，张力回归方程为T=95423V^2-42546V＋63329（R^2=0．8736）（无底框架）和T=54161V^2＋8613．7V＋67319（F^2=0．8862）（带底框架）；流速从1m·s^-1增到1．25m·s^-1时，张力增幅分别达92．5％（无底框架）和61．7％（带底框架），表明该网箱应布置在流速小于1m·s^-1的海区；在波流联合作用下，左右缆绳张力存在一定差异，试验中相差约25％，实际工况下波流分布更复杂，张力差异更大，建议取迎波流面两缆力和的统计最大值作为单锚及锚缆绳的允许受力值。

渔用超高分子量聚乙烯/石墨烯纳米复合纤维的结构与蠕变性能

采用熔融纺丝法制备渔用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/石墨烯(GR)纳米复合纤维,研究了GR含量对UHMWPE纤维结构、热性能、力学性能与蠕变性能的影响。结果显示,GR在UHMWPE纤维基体中的分散情况以纳米级厚度为主,当GR含量为1‰和3‰时,GR在UHMWPE纤维基体中分散均匀,当GR含量为5‰时,GR在UHMWPE纤维基体中出现大的团聚体。与纯UHMWPE纤维相比,UHMWPE/GR纳米复合纤维的断裂强度和结节断裂强度均有显著提高,表明一定含量的GR可有效增强UHMWPE的抗蠕变性能且降低其蠕变速率。当GR含量为3‰时,断裂强力提高了31.9%,蠕变率降低了27.3%。当UHMWPE经GR改性后,纳米粒子与聚乙烯链段相互作用力增强,晶区附近受限的非晶区链段增多,α转变峰逐渐增强增宽。研究表明,通过纳米改性技术,可以显著提高超高分子量聚乙烯纤维的力学性能和抗蠕变性能,为实现渔用材料的高性能化提供理论依据。

编线工艺对渔用高强度聚乙烯编织线拉伸性能的影响

2007年3月-2008年12月在东海水产研究所开展了编线工艺对渔用高强度聚乙烯（HSPE）编织线拉伸性能的影响研究。结果表明,在试验捻距范围（公称直径3.0 mm和3.9 mm编织线的试验捻距范围分别为11.1-29.2 mm、16.4-48.5 mm）内,若其它条件（包括线股结构、线芯用丝数量和线芯结构等）相同,则以不同捻距编织的相同公称直径渔用HSPE编织线的断裂强力及单线结强力均随捻距的增加而增加,而断裂伸长率及线密度则随捻距的增加而减小;多项式回归方程显示,断裂强力与捻距、单线结强力与捻距均显示较好的相关性（R2≥0.987 7）。在线芯用丝数量范围（公称直径3.0 mm和3.9 mm编织线的试验用线芯用丝数量范围分别为0~36、0~64）内,若其它条件（包括线股结构、捻距和线芯结构等）相同,则以不同线芯用丝数量编织的相同公称直径渔用HSPE编织线的断裂强力、单线结强力及线密度均随线芯用丝数量的增多而增加,而断裂伸长率则随线芯用丝数量的增加而减小;多项式回归方程显示,断裂强力与线芯用丝数量、单线结强力与线芯用丝数量均显示较好的相关性（R2≥0.969 5）。若其它条件（包括线股结构、捻距和线芯用丝数量等）相同,则将线芯结构由不加捻的平行丝束改为捻度为32 T/m的线股后,公称直径2.5 mm渔用HSPE编织线的断裂强力、单线结强力、断裂伸长率和线密度均有一定的增加。捻距、线芯用丝数量及线芯结构对渔用HSPE编织线拉伸性能的影响较大。

渔用高强度聚乙烯和普通聚乙烯编织线的拉伸力学性能比较试验

渔用高强度聚乙烯编织线(以下简称HSPE编织线)和普通聚乙烯编织线(以下简称PE编织线)的拉伸力学性能比较试验结果表明,在同等编线工艺(编织线捻距为27mm、线股结构为3×16、线芯用丝数量为7和线芯为不加捻的平行丝束)条件下,规格为"HSPE-37tex×3×16+7"HSPE编织线断裂强力、单线结强力分别比规格为"PE-37tex×3×16+7"PE编织线增加了10.0%和9.1%,而前者的断裂伸长率比后者减少了11.3%;在同等编线工艺(编织线捻距为30mm、线股结构为4×16、线芯用丝数量为18和线芯为不加捻的平行丝束)条件下,规格为"HSPE-37tex×4×16+18"HSPE编织线断裂强力、单线结强力分别比规格为"PE-37tex×4×16+18"PE编织线增加了8.1%、6.1%,而前者的断裂伸长率比后者减少了13.3%;HSPE编织线较PE编织线具有强力优势,HSPE编织线在渔具或网箱上推广应用具有可行性。