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。

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。

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。

2种立式曲面缝翼式网板水动力学性能的试验研究

为通过调节导流翼偏角优化网板的水动力学性能,利用水槽模型试验测得2种立式曲面缝翼式网板各3种导流翼偏角状态下的升力系数（CL）、阻力系数（CD）和升阻比（K）。结果表明：1）对单缝翼立式曲面网板,冲角为20°~35°时,随着导流翼偏角的增大,网板升力系数和阻力系数均呈下降趋势。该冲角范围内,导流翼偏角为35°的网板（D1）具有较佳的水动力学性能;2）对双缝翼立式曲面V型网板,冲角为25°~35°时,前导流翼偏角为20°、中导流翼偏角为25°的网板（S3）具有较佳的水动力学性能。根据试验结果,建议D1网板最佳工作冲角范围为15°~30°,此时CL〉1.2且K〉2.0;S3网板最佳工作冲角范围为20°~30°,此时CL〉0.8且K〉3.0。导流翼偏角增加时网板升力系数的临界冲角有增加的趋势,合理调节导流翼偏角可以达到优化网板水动力学性能的目的。

小展弦比立式曲面网板的水动力性能

为研究不同倾角和迎流冲角下小展弦比立式曲面网板的水动力性能，通过水槽模型实验计算网板的升力系数（CL）、阻力系数（CD）、浮力系数（CZ）和升阻比（K）。结果显示：（1）CL和K随冲角（α）的增加呈先升后降趋势，CD随冲角的增加呈上升趋势；（2）无倾角情况下，冲角为30°时，升力系数最大值CLmax=1．699，此时CD=1．140，K=1．490。冲角为15°时，升阻比最大值Kmax=2．421，此时CL=1．120，C。=0．463；（3）横倾角（β）在-10°～10°变化时，CLmax=1．816（α=25°，β=-10°），Kmax=3．405（α=10°，β=-10°）。横倾角为-5°和-10°时，网板具有一定浮力。冲角为10°～30°时，CZ平均值分别为0．16和0．25；（4）纵倾角（γ）在-10°～10°变化时，CLmax=1．823（α=25°或α=30°，γ=-10°），Kmax=2．729（α=5°，γ=-5°）。纵倾角为-5°、-10°和5°时，网板具有一定浮力。冲角为10°～30°时，CZ平均值分别为0．16、0．18和0．16。结果表明，该网板的最佳工作冲角范围为15°～30°，该冲角范围内网板CL〉1．1且K〉1．45。

矩形V型曲面网板和V型网板生产性对比试验

通过3个航次矩形V型曲面网板与V型网板作业性能和生产效果的对比试验。结果表明:在相同作业条件下,矩形V型曲面网板的水平扩张力可增大43.75%,阻力下降1.3%;试验船总产量和总产值分别比对比船提高18.13%和17.4%,试验船每消耗1 t柴油所获得的产量、产值与利润均可高于对比船。

叶板尺度比例变化对单缝曲面网板水动力性能的影响

利用风洞模型试验研究单缝曲面网板模型，通过改变叶板尺度比例对单缝曲面网板其水动力性能变化进行了考察.试验中采用了3种不同叶板尺度比例的模型网板，在风速28m／s，冲角（α）范围0°～70°时，利用塔式六分量机械一应变天平对网板所受到的阻力、升力和力矩进行了测量，通过换算得到网板的阻力系数Cx、升力系数Cy俯仰力矩系数Cm、压力中心系数Gp和升阻比Cy／Cx，对比各系数的变化分析各模型网板的水动力性能差异.结果显示，2号与3号模型网板的最大升力系数更高，分别为1．919（α=30°）和1．911（α=30°）,导流板尺度比例较小的1号与2号模型网板的最大升阻比较高，分别为5．991（α=10°）和5．994（α=12．5°），且2号模型网板的作业冲角选择范围较大；在稳性对比方面，导流板尺度比例较小的1号模型网板的Gp变异系数最低，为6．02％，说明1号模型网板的稳性更好.研究结果可为拖网网板的结构优化设计提供参考.

渔船模拟器中中层拖网的建模与仿真

为了在渔船模拟器中进行中层拖网的动态仿真,首先利用等效网面方法对中层拖网进行简化,然后根据集中质量法建立了中层拖网的水动力模型,并开发了中层拖网的三维可视化程序。利用三次B样条插值曲线绘制中层拖网,并采用纹理映射技术提高中层拖网三维可视化的效果。对一中层拖网进行了仿真研究,结果表明:仿真结果同其水槽试验结果相近,最大误差在20%以内,验证了该模型的合理性。最后,文中还给出了中层拖网的三维可视化效果图。

南极磷虾拖网网板水动力性能分析

为提高南极磷虾单船拖网低拖速作业时的网具扩张性能，针对一种立式曲面中空式拖网网板，利用水槽模型试验测得不同迎流冲角状态下的升力系数（C_L）、阻力系数（C_D）和升阻比（K）。结果表明，C_L和K值随冲角的增大呈先升后降趋势，C_D随冲角的增大呈上升趋势；升力系数最大值C_Lmax：1．436（冲角 α=30°），此时CD=0．649，K=2．213，升阻比最大值K_max=4．67l（ α=10°），此时CI=0．981，CD=0．210；工作冲角范围为10°～30°时，南极磷虾拖网网板升力系数C_L〉0．98且升阻比K〉2．21。比较不同类型网板的水动力性能，南极磷虾拖网网板具有阻力系数较低、升阻比较高的优点，可为进一步优化南极磷虾拖网网板性能提供参考依据。

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,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,逐步计算并分析手纲、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。结果显示,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0.1~0.6 m,可控制工作冲角为17.77°~18.55°,翼端深度为124.3~192.3 m,曳纲张力达40 210~42 219 N;通过调节手纲连接点Z坐标在-0.4^-0.05 m,可控制工作冲角为16.54°~19.85°,翼端深度为75.9~679.5 m,曳纲张力达39 533.5~57 933 N;减少网板在水中重量,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。

展弦比和最大相对弯度对南极磷虾拖网网板水动力学性能的影响

为了研究展弦比和最大相对弯度对南极磷虾拖网网板水动力学性能的影响,通过水槽模型实验分析网板临界冲角(α0)、最大升力系数(CL_(max))、临界冲角时的升阻比(Kα0)和最大升阻比(K_(max))等主要水动力学性能参数的变化规律。结果表明:1)展弦比对CL_(max)、K_(max)和Kα0值的影响极显著(P<0.01),对α0无显著影响(P>0.05)。随着展弦比的增加,CL_(max)和K_(max)呈上升趋势,Kα0呈先升后降趋势,λ=2.0时Kα0值相对较高。随着展弦比的增加,α0分别呈下降(最大相对弯度为12%和14%)和上升(最大相对弯度为8%)趋势。最大相对弯度为10%时,α0在27.5°~30°间波动变化,趋势线基本保持水平。2)最大相对弯度对CL_(max)和K_(max)值的影响极显著(P<0.01),对α0值的影响显著(0.01<P<0.05),对Kα0无显著影响(P>0.05)。展弦比和最大相对弯度两者间交互项对Kα0影响极显著(P<0.01),而对CL_(max)和K_(max)无显著影响(P>0.05)。随着最大相对弯度的增加,CL_(max)和α0呈上升趋势,K_(max)呈下降趋势。综合考虑拖网网板的水动力学性能,实际应用中建议立式双弧面网板最大相对弯度设计为12%,展弦比设计为2.0,此时网板的主要水动力学性能参数均为前40%水平,具有最大升力系数和最大升阻比相对较高、阻力系数较低的优点。

基于导流板形状变化的双开缝曲面网板水动力性能研究

开展风洞试验研究导流板形状变化对双开缝曲面网板水动力性能的影响,以优化网板导流板结构,提高双开缝曲面网板的水动力性能。试验设计4种导流板形状的网板模型,分别为矩形、扇形、凸梯形和凹梯形,4块网板模型的基本结构参数相同,展弦比2.5,叶板的曲率12%,双层导流板的预设角度30°和25°,主面板角度12°,试验风速28 m·s^(-1),冲角(α)范围0°~70°,模型安装于塔式六分量机械-应变天平的立柱上,分别对网板所受到的阻力、升力和力矩进行测量。结果显示:在网板升力系数方面,4块网板模型的最大升力系数为Cy(凸梯形)>Cy(矩形)>Cy(扇形)>Cy(凹梯形),具有凸梯形结构的网板模型的最大升力系数较高,为1.946(α=47.5°);在网板阻力系数方面,在冲角为30°时,Cx(扇形)>Cx(矩形)>Cx(凹梯形)>Cx(凸梯形),具有凸梯形结构的网板模型阻力系数较低;4块网板模型的最大升阻比关系为Cy/Cx(凸梯形)>Cy/Cx(矩形)>Cy/Cx(扇形)>Cy/Cx(凹梯形),具有凸梯形结构的网板模型最大升阻比较高,为7.486(α=30°);在稳性对比方面,扇形导流板结构网板模型稳性较好,Cm绝对值与Cp变异系数分别为0.061和5.43%。试验表明,具有凸梯形导流板的双开缝曲面网板可以产生较大的升力,且阻力较小,具有良好的工作效果;具有扇形导流板的双开缝曲面网板稳性较高。试验结果可为拖网网板的结构优化设计提供参考。

分隔式桁拖网分隔装置的分隔效率模型

种类选择性研究是减轻拖网渔业兼捕和抛弃问题的重要方法,利用参数化的模型实现拖网渔具选择性装置渔获性能的解析,不仅有利于装置性能的评价和比较,而且对于优化选择性装置结构、提高装置性能具有重要的意义。根据SELECT模型原理,认为渔获对象接触分隔装置的概率与个体尺寸有关,并使用S型曲线(Logistic曲线)表示接触概率曲线,结合分隔装置的选择曲线,为评价桁拖网分隔装置的分隔效率建立了模型。模型对分隔式桁拖网渔具(60 mm分隔网片)捕获的哈氏仿对虾和短吻舌鳎的渔获数据进行拟合,结果表明,该模型能较好地分析分隔网片的分隔效率。通过对模型的分析,认为模型具有较好的应用性,且模型可根据实际情况进行适当简化;将捕捞对象的接触概率独立于选择性装置选择性能的做法,对于研究网具内捕捞对象行为特性具有一定的参考意义。

六角形目和无结菱形目经编网片阻力性能与运动变化的比较

通过水槽模型实验，对六角形目经编网片（RHN）和无结菱形目经编网片（KRNDM）不同流速（V，0．5、0．75、1．0、1．25、1．5、1．75、2．0kn）、不同横向缩结系数（Et，0．60、0．65、0．707）下的网片阻力性能和运动变化进行了比较分析。结果如下：（1）网片固定时，六角形目网片阻力较大，无结菱形目网片阻力较小。在横向缩结系数范围（0．60～0．707）内，无结菱形目网片的阻力随着Et增大而逐渐减小，六角形目网片阻力则与Et变化无明显相关。（2）相同Et时，六角形目网片阻力始终较无结菱形目网片阻力大，且与无结菱形目网片之间的阻力差值随流速的增加逐渐增大。（3）Et对于水平位移和垂直位移的影响随网片的结构差异而不同。相同Et时，六角形目网片的水平位移均较大，无结菱形目网片较小。在设计选用网箱网片时（Et，0．60～0．707），首先应考虑网片网目结构和网线粗度，其次考虑横向缩结系数。

饲料添加白藜芦醇对吉富罗非鱼生长免疫和肝脏结构的影响

为探究不同含量白藜芦醇对吉富罗非鱼(Oreochromis niloticus)生长、非特异免疫能力及肝脏结构的影响,设计4组不同含量Res饲料(0%、0.025%、0.05%、0.1%),分别标记为D1、D2、D3、D4组;在第15天、45天测定血清中8种非特异免疫酶活性,扫描电镜观察肠绒毛、肝脏显微结构。结果显示:45天后,处理组与对照组相比,增重率、特定生长率、饲料系数显著降低(P<0.05)。生长期15天,MT、Hsp-70、Hsp-60、TRF 4种酶活性均随着Res含量升高而降低;C3、C4活性处理组与对照组无显著差异;生长期45天,C3、C4、IgM、TNF-α、Hsp-60、TRF 6种酶活性均随着Res含量升高而降低。扫描电镜显示:15天D4组肠绒毛"干瘪"、"卷曲程度加深",45天时,D4组绒毛排列紊乱、绒毛高度降低,受损严重,肝脏纤维化现象明显。综上所述,饲料中添加0.1%Res能够降低吉富罗非鱼部分非特异性免疫酶活性,并且损伤肠道和肝脏。

方形目网片的特征及应用探讨

方形目网片是指网具在使用时各网目呈正方形状的网片,与缩结系数为0.707时的菱形方目有别(图1)。由于它具有网目扩张性好、对捕捞对象大小的选择性强、材料省、阻力小等优点,近年来已引起国内外渔捞工作者的兴趣。

基于物理模型的渔网网衣动态模拟与可视化研究

为了在渔船模拟器中进行渔网的动态模拟,建立了渔网的数学模型,并进行其可视化研究。基于集中质量模型将渔网离散为通过无质量弹簧连接的质量点集合,根据牛顿第二定律建立了质量点的动力学方程,并考虑了均匀流对渔网运动的影响。为了进行渔网运动的实时模拟,利用隐式Newmark-β算法求解渔网的数学模型,增大了可进行稳定计算的时间步长。对一尼龙网片在水流中的运动进行了模拟,并利用OpenGL函数库开发了渔网的三维可视化程序,从而验证了该模型的合理性。

梭子蟹定置三重刺网设计与试验

根据捕捞目标的生物学习性和体型特征,设计了一种捕捞三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)的专用定置三重刺网并进行了生产试验。所设计的刺网主尺度为50.00 m×1.08 m,上纲长50.00 m,下纲长66.00 m;内网衣规格为1 200目×18.5目,目大120 mm;外网衣规格为200目×2.5目,目大500 mm。2015年9月4—26日在莱州湾渔场进行了生产试验。结果表明,新刺网所捕获的三疣梭子蟹平均体重为175.69 g,单位捕捞努力量渔获量(CPUE)为1.61 kg/(片·次),主捕率高,其中梭子蟹产量占总渔获量的99.31%。新设计的刺网,下纲比上纲长32%,网衣底部较松弛,提高了网衣对梭子蟹的缠络性能,因而提高了捕捞效率;内网衣网目较大,利于释放幼鱼,网高较低,减小了捕获中上层鱼类的几率,因此,兼捕率较低,有利于渔业资源的保护。

半滑舌鳎口咽腔味觉器官的形态、分布与功能之间的关系

为探讨半滑舌鳎口咽腔味蕾在捕食行为中的作用及其功能形态学关系,应用扫描电镜观察和行为学实验方法对半滑舌鳎口咽腔味蕾的形态、分布与功能之间的关系进行了研究。扫描电镜观察发现:半滑舌鳎口咽腔味蕾分布比较集中,主要位于上颌前部吻勾内表面及舌上表面前、中区,吻勾内表面味蕾为Ⅰ型味蕾,舌上表面味蕾主要由Ⅱ型味蕾组成;行为学实验发现:半滑舌鳎吻勾内表面和舌表面的味蕾对食物味道和软硬度均非常敏感,仅吞食具有一定味道和软硬度的适口性食物。扫描电镜和行为学实验的结果表明:半滑舌鳎口腔内的Ⅰ型和Ⅱ型味蕾都具有机械感觉和化学感觉的功能。同时探讨了半滑舌鳎口腔味蕾形态及分布对捕食习性的适应意义。

机器视觉在网片缺陷检测与分类中的应用

针对网片缺陷传统人工检测方法误检率高、劳动强度大等问题,应用机器视觉技术,提出了一种网片缺陷在线检测及分类方法。首先通过工业相机获取网片图像,应用中值滤波和图像二值化方法实现对网片图像的预处理。通过分析缺陷特征,提出了基于特征点的网片缺陷检测方法,在检测出缺陷的同时能对网片三种缺陷类型进行预分类。根据网片缺陷类型的不同,通过计算缺陷区域的灰度共生矩阵并提取4个特征参数,运用BP神经网络对网片缺陷进行分类。实验表明,使用本方法分类网片缺陷类型能满足工业要求。