基于CFD的某远洋围网渔船纵倾节能技术

为响应联合国粮农组织(FAO)提出的“蓝色倡议”和海洋经济可持续发展要求,降低某40 m远洋围网渔船整个营运周期的能耗和运营成本,提高远洋渔船的能效管理技术水平,本研究依托渔船数字化研发平台,基于雷诺平均方程法(RANS),运用计算流体力学(CFD)分析软件STAR-CCM+对该远洋围网渔船不同吃水、不同纵倾状态下的船舶阻力进行仿真计算,分析其阻力的变化规律并寻找不同吃水不同航速下的最佳纵倾角度,针对围网渔船完整营运周期中关键工况点的排水量和航速需求,建立全工况最佳纵倾操作手册和主机功率的经济性选择方案,并通过船舶正浮状态和最佳纵倾状态能耗对比计算验证纵倾优化的实际节能效果。研究结果可为同类型远洋渔船的节能减排优化设计和运营管理提供案例参考。

我国远洋渔业装备技术现状及研究进展

远洋渔业是我国海洋渔业的重要组成部分,远洋渔船的装备水平、技术含量是一个国家远洋渔业发展水平的集中体现。介绍了目前我国远洋渔业几种主要渔船装备的发展过程和现状,对比国外先进渔业装备自动化、信息化和专业化的特点,分析世界渔业装备科技发展趋势。从渔业船舶设计、捕捞装备和助渔仪器研发等方面重点梳理了“十二·五”以来我国渔业装备研究进展和存在的差距。围绕我国现代渔业建设发展要求,对我国远洋渔船装备发展趋势进行了探讨,指出远洋渔业装备发展的重点方向,为我国远洋渔业相关发展提供参考。

320总吨远洋双甲板拖网渔船船型优化设计

为实现远洋渔船更新、改造和升级,逐步实现远洋渔船专业化、标准化和现代化的目标,依托渔船数字化研发平台,利用船型主尺度和主参数论证、渔船船型优化方法和综合性能分析、中小型渔船球艏球艉节能措施应用、渔船船机桨参数优化匹配研究、拖网渔船标准化配套高效捕捞机械液压传动系统研究等指导方法,系统开展了320总吨远洋双甲板拖网渔船船型优化设计。通过船型示范推广,证明了该船具有设计合理、配套设备技术先进、舱室布局合理,适航性、快速性、操纵性和安全性等综合性能相比同类船型优点明显,节能20%以上,经济效益可观;解决了远洋中小型拖网渔船总吨位受限下的船型优化及降阻节能和双甲板安全性等一些关键技术问题。相关技术成果的应用对推进我国远洋拖网渔船更新改造工作将发挥重要的技术支撑作用。

完整稳性对远洋围网渔船船型设计的影响

为研究完整稳性衡准对某新型远洋围网渔船船型设计的影响,提高远洋围网渔船方案设计初期的决策效率,以20 m、30 m、40 m级等3条同类型不同尺度范围的远洋围网渔船为样本库,利用NAPA软件进行船型仿射变换生成系列新船型,并对新船型进行完整稳性校核计算,分析船长、型宽型深比、立方数和鱼舱容积系数等船型参数的变化对船舶完整稳性的影响趋势。建立以完整稳性衡准限值要求为约束条件的新型远洋围网渔船船型要素数学模型,通过计算实例验证了回归模型的可行性和有效性,形成了新型远洋围网渔船方案设计初期快捷有效的决策方法,为远洋渔船船型设计研发和渔船安全理论的研究提供有效技术支撑。

基于CFD的不同通风结构下渔船机舱通风系统性能分析

由于一些渔船机舱高度受限,通风管路中不可避免有结构加强筋,加强筋型式、高度,通风栅的数量、位置等均会对风管内流场产生影响,从而影响通风效果的好坏。针对某型远洋渔船机舱通风系统,基于计算流体力学(CFD)数值方法对机舱左右舷风管进行模拟仿真,研究了气流场与加强筋和通风栅的相互关系,考虑了气流在障碍或发散流动中的运动特性。结果显示:普通加强筋、增设导流板隔开加强筋及增设隔板隔开加强筋3种不同型式对风管流场影响各不相同,内表面平滑的风管流态最流畅;风管入口和风管端口处的通风栅会较大程度上降低其他通风栅的风速;风管内结构高度的增加会引起流态的紊乱、降低风速、加大各通风栅风速的不均衡。研究结果可为渔船机舱通风系统设计优化提供参考。

基于瞬时热处理的虾夷扇贝精准开壳方法及品质分析

针对生鲜虾夷扇贝人工开壳存在开壳难和效率低,传统热处理开壳易影响生鲜品质等问题,提出了基于瞬时热处理的虾夷扇贝精准开壳方法。为了探明虾夷扇贝瞬时热处理的精准开壳方法,通过测定虾夷扇贝的体型特征参数,构建精准化蒸汽喷射开壳方法;对比不同瞬时热处理条件下虾夷扇贝的开壳完整率、色差、汁液损失率等,结合感官评价分析,确定最优的瞬时开壳参数。结果显示:相对于140℃蒸汽,在160℃蒸汽作用下,虾夷扇贝的开口宽度更大,开壳拉力值更小,开壳完整率更高,因此确定瞬时热处理的热源温度为160℃;蒸汽喷射时间越长,虾夷扇贝的开壳难度越小,开口宽度越大,综合感官评定,确定瞬时热处理的蒸汽喷射时间2 s。壳长110~120 mm,壳厚22~25 mm,质量为100~125 g/枚的虾夷扇贝,采用蒸汽喷射(160℃、2 s),虾夷扇贝开壳后的开壳完整率100%,汁液流失率0.86%。研究表明,采用瞬时热处理精准开壳能够较好地保持虾夷扇贝生鲜品质,为其自动化加工提供理论依据。

导向式活鱼分级装置设计及试验

鱼类养殖过程中的大小分级有利于生长管理和饲料控制,提高养殖效益。针对目前国内活鱼分级劳动强度大、效率低等问题,设计了一种导向式活鱼分级装置,介绍了该分级装置的结构组成及工作原理,并对鱼体输送机构进行力学分析和参数设计。基于鱼类体质量和体型参数关系,测定了试验鲫鱼形态数据,并运用幂函数拟合方法得到鲫鱼体厚与体质量关系方程,作为分级通道间距设定依据。分级时通过调节分级通道两侧导鱼板之间的间距,设定分级通道适合待分级鱼的规格要求,利用鱼的体厚,通过分级通道实现分级。开展了活鱼分级性能试验,分级鱼体质量范围为0.14~0.33 kg,鱼体厚度范围为30~39 mm,并对进鱼输送速度为0.15、0.20、0.25 m/s三种条件下分别进行分级测试和效果分析。试验结果显示,在正常条件下分级准确率可以达到90%以上,合适的输送速度和分级通道间距设定效率更高。研究表明,该导向式分级装置能够快速、准确地对活鱼进行分级,提高养殖过程机械化作业效率。

我国南极磷虾捕捞与加工装备科技发展研究

南极磷虾资源具有巨大的开发和利用潜力,积极参与南极磷虾渔业开发,可有效促进我国远洋渔业的发展。专业性的捕捞和加工装备技术成为现代南极磷虾渔业的基本特征,是南极磷虾高效开发利用的重要保障。本文详细介绍了国外先进磷虾船装备的发展和应用现状,以及我国在南极磷虾捕捞装备和虾粉、虾油设备研发方面取得的进展,分析了国内在南极磷虾开发专业装备方面存在的差距和原因。针对我国南极磷虾船装备存在专业化程度低、生产工艺落后、缺乏核心技术等问题,在磷虾生态高效捕捞、精深加工工艺和资源探测评估技术方面提出重点研究方向,为我国南极磷虾高效开发和综合利用提供对策和建议。

渔船主机余热驱动的氨水吸收式制冷装置制冷循环分析

为解决中国机动渔船普遍存在的燃料利用率低和渔获物保鲜能力不足问题,研究了一种通过回收渔船尾气中的余热来驱动制冷循环的氨水吸收式制冷装置。基于Aspen Plus软件建立了制冷循环模型,并分别对目标制冷量为15 kW、20 kW和25 kW的3个制冷循环过程进行了仿真计算。结果显示:在目标制冷量为20 kW和25 kW时,当制冷工质流量增至某一范围内时,尾气所能提供的热量无法使制冷工质析出足量的纯氨以满足制冷要求,发生器热负荷出现平直段,此时制冷系数曲线处于"低洼"阶段,对于整个制冷系统,其经济性、热效率均处于不利阶段,在实际运行中应当予以回避。在目标制冷量为15 kW和20 kW的两个循环中,制冷系数和实际制冷量在尾气流量较大时出现陡增趋势,不利于系统的可靠性和经济性,在实际运行中应进行适当控制。本研究为渔船尾气利用提供一种参考。

渔船氨水吸收式制冷系统氨液流动分析

主机尾气热能制冷一方面能够为渔获物的保鲜提供所需冷量,另一方面能够在降低尾气排放温度的同时,节省大量能源消耗。明确主机余热吸收制冷过程,有助于为渔业发展和环保节能提供必要的参考。针对10 kW目标制冷量的渔船主机尾气吸收式制冷装置,利用化工过程模拟软件Aspen Plus建立仿真模型,对装置制冷过程中的氨液流动进行分析计算,获取溶液泵和冷却泵的性能参数。过程中发现,纯氨析出量是影响制冷量的直接因素,而其又受到发生器热负荷和溶液泵功率等因素的影响;通过控制溶液泵的功率可以减缓发生器热负荷的波动对氨液循环的影响,稳定系统制冷量;对于该仿真模型,当溶液泵流量在355~455 kg/h范围内时,系统可获得最优制冷效果;把吸收器中热量顺利带走是系统制冷循环运行的保障。

基于船联网技术的智慧渔船体系研究

智慧渔船是智能船舶和智慧海洋渔业的重要组成部分。开展相关课题的研究,对提升我国渔船信息化技术,保障我国海洋渔船及船员航行、生产作业安全,精细化管理海洋渔业开发,科学的保护海洋渔业资源环境,构建海洋渔业大数据综合平台,实现我国渔业可持续发展,具有重要意义。文章基于船联网技术,构建了智慧渔船系统构架、数据集成和通信策略,实现了由渔船机电设备信息系统、渔业生产全息系统、海洋环境监测系统、渔船智能化监控管理与服务系统、海洋渔业大数据信息处理与智能决策系统组成的智能海洋渔业体系。通过探讨智慧渔船技术体系的构建,对我国开展智慧渔船系统研究提出策略和思路。

渔船结构设计标准化及规范化研究

随着科技的不断发展和渔船设计项目数量的逐年增加,在标准和规范的不断更新,渔船设计送审周期缩短、设计任务交叉繁杂的新形势下,设计人员为与时俱进,已开始提高设计效率,缩短专业沟通和资料互享时长。与各大设计单位合作的过程中,存在绘图标准不一致,打印及叠图不规范等问题;在审图和施工过程中,审图部门和船厂对标准化工作逐渐重视,以往未提过的意见现在需反复沟通修改,直至达成共识,造成项目关键时间节点被延误,付出巨大代价。鉴于此,本研究在设计过程中不断改进、论证、归纳和总结,利用三维设计软件,运用QP系统结合ISO9001质量管理体系,得出适合当下渔船结构设计的标准化和规范化设计流程,并将其应用在近几年渔船结构设计中,可降低错漏率,显著提高图纸质量和工作效率,用户满意度提升。本研究结果可为审图和施工标准化工作提供数据参考,也可供其他专业参考执行。

鱼肉切割技术的发展现状与展望

切割在鱼类产品初加工中占据着至关重要的地位。人工使用金属刀具由于效率低、精度不高、易滋生细菌等缺点,难以满足市场对鱼肉切割制品高精度、高质量的要求。因此,使用新型切割技术代替金属刀具,加入智能化控制代替一部分人力是必然趋势。综述了绿色新型切割技术中水刀和超声刀的研究进展及其在鱼肉和食品切割中的应用现状,横向对比了两种技术目前的优缺点以及适用场景和适用对象;概述了智能化技术在鱼肉切割中代替人工的可能性,如机器视觉代替人眼规划切割路径,质构和仿真技术代替人手调整切割工艺参数,多传感器数据融合代替人脑做出切割决策,并归纳了3种技术目前面临的挑战和优化方向;总结了新型切割技术和智能化系统的未来发展方向,通过技术的更新和升级,提高智能化技术的稳定性和鲁棒性,推动鱼肉切割的智能化和数字化发展。研究成果可为相关研究人员和企业提供参考,以促进新型切割方式在鱼肉产品加工行业中的发展,提高鱼肉切割的自动化和智能化水平,实现鱼类产品的高效、多样化、优质生产,以满足不断增长的市场需求。

鱼体除鳞技术与除鳞装备研究综述

除鳞是鱼类前处理加工的重要工序之一。该文介绍了鱼体除鳞机的技术原理、装备结构形式,对比了国内外主要除鳞设备的原理特点与技术参数,总结分析了当前鱼类除鳞设备存在的问题与发展趋势,为后续装备的研发提供参考借鉴。

渔船倾斜试验现场控制系统设计

为减少小型渔船倾斜试验时船上多余的载重导致试验误差,采用渔船倾斜试验现场控制系统使摆锤数据的读取实现了自动化、智能化,精简原来必须在船上采集试验数据的人员数量。现场控制系统的硬件采用内含加速度传感器的摆锤系统进行搭建,软件采用基于C#.NET framework的开发环境结合Access数据库的方式进行研发。介绍了该系统中,船型数据库与摆锤数据库等关键数据库的搭建及系统控制界面的实现方法,并与不采用该现场控制系统而采用2组重力式摆锤的常规倾斜试验进行了比较。结果显示:采用该系统可以实现自动化记录摆锤摆幅,初步计算渔船倾斜角度并导出后续倾斜试验计算所需的数据文件等功能,最终船上试验人员可减少至0人,有效减少试验误差,提高倾斜试验精度。本研究成果可以为渔船倾斜试验提供参考。

渔船标准船型评价方法研究

围绕统一规范海洋渔船标准船型评价方法,保障全国海洋渔船更新改造标准船型推进工作科学、有序进行,系统地开展了渔船标准船型评价方法的研究,重点围绕渔船船型参数遴选及标准船型技术参数分析研究。通过对全国调研采集的样本数据进行整理和分析确定了"评价方法"中各参数的合理范围和评价标准,建立评价方法的三层评价体系,包括第一级形式审查、第二级量化评分、第三级专家评分。相关技术成果的应用对全国海洋渔船更新改造标准船型推进工作将发挥重要的技术支撑作用。

探捕磷虾加工装备清洁技术分析与展望

清洗是探捕磷虾加工过程中不可缺少的重要环节,在很多情况下直接影响着加工产品的食品质量及安全。随着我国水产加工技术水平的不断提高,以探捕磷虾船载加工装备为对象,结合水产品加工通用装备,开展装备的自清洁技术研究、完善相关设施及结构,将有效提升探捕资源的高值化利用和水产品加工的总体技术水平。

旋转闪蒸干燥南极磷虾的干燥特性和动力学模型

目的:实现南极磷虾旋转闪蒸干燥过程的控制。方法:对南极磷虾在120~180℃范围内进行干燥试验,选取常用的6种干燥模型对试验数据进行拟合,进一步采用回归分析建立干燥模型常数项与温度的方程,得到干燥模型表达式并进行验证。根据Fick第二定律方程计算得到南极磷虾干燥水分扩散系数。结果:干燥温度对干燥热效率和干燥速率的影响显著,干燥温度为130~180℃的南极磷虾干燥曲线均为降速干燥阶段。Page模型适合用来描述和预测南极磷虾旋转闪蒸干燥过程,回归分析得到模型常数项方程为k=exp(-27.5321+0.3018 T-8.5382×10^(-4)T^(2))、n=14.0106-0.15767 T+4.7509×10^(-4)T^(2)。随着温度的升高,南极磷虾有效水分扩散系数从2.53935×10^(-7)m^(2)/s升高到13.88964×10^(-7)m^(2)/s。结论:采用旋转闪蒸干燥方式可以有效保护南极磷虾中的热敏性成分不被破坏,提高产品品质。

养殖工船上层建筑改进设计

为使后续养殖工船设计更合理,在10万t级“智慧渔业大型养殖工船”首制船“国信1号”实船建造并实际使用的基础上,归纳出改进的要点,认为后续船在设计上应采用扩大室内面积、增加房间数量、调整人员动线、挪移舱室布置的方式对上层建筑的舱室布局与结构形式进行改进,最终达到改善船员生活空间、符合养殖人数需求、减少上下楼人流对冲、剥离不利环境影响的目的。

一种面向养殖工船舱壁清洗水下机器人

养殖工船舱壁清洗水下机器人是养殖作业的重要关键设备之一。针对深远海养殖工船的实际需求,研究了一种养殖舱壁清洗水下机器人。分析了水下机器人的舱壁静力学原理和舱壁运动动力学原理,建立了运动坐标系,并提出了一种基于模型预测控制的路径跟踪策略。最后,分别通过对水下机器人自由控制和跟踪控制实验验证了的控制策略。实验结果表面,该方法能够获得良好的控制效果。该水下机器人的研究方法可为养殖工船清洗作业提供一种有效的解决方案。