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。

中国牡蛎机械化采收技术研究进展

目前,牡蛎(蚝)养殖产业已遍布我国沿海各地区,养殖面积以每年5%的增长率发展。根据《2019年中国渔业统计年鉴》数据统计,2018年国内养殖产量达513.98万吨,其中两广(广东与广西)、福建与山东三地的牡蛎产量居全国前三位。与牡蛎规模化、集约化养殖模式形成鲜明对比的是农业劳动人口的日益流失、劳动力缺乏问题日益显现,这已影响到牡蛎养殖业的进一步发展。在牡蛎养成收获环节,大部分采收仍完全依靠人工进行海上作业,效率低、工况差、强度高成为制约牡蛎养殖发展的主要瓶颈。

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。

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。

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。

基于三维激光扫描仪的罗非鱼去鳞效果检测方法研究

随着科学技术的进步和计算机技术的迅速发展,将日常现实生活的实体场景迅速转化为计算机能识别处理的数据早已实现,三维激光扫描技术就是其中的代表之一。三维激光扫描工作原理主要是采用非接触式高速激光测量技术和方法,利用激光测距的原理将被测物体的三维坐标、反射率和纹理等信息进行全面的测量,由此快速复测被测物体的三维模型及点、线、面、体等各种数据,且能将被测物体的三维坐标进行计算的一种科学测量技术。

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。

基于模糊PID控制的飞船返回舱打捞水平姿态补偿系统研究

为提高高海况飞船返回舱打捞成功率与安全性,介绍了一种舷侧柔性打捞系统方法原理。针对救助母船运动对拦截臂打捞稳定安全性问题,提出了一种以吊机变幅油缸为执行机构控制拦截臂横摇运动方法,采用传统PID控制方法和模糊PID控制方法分别对打捞水平姿态补偿系统进行模型试验研究,模型试验系统的横摇运动通过摇摆台模拟实现。结果显示:采用传统PID控制受电液比例换向阀反向死区的影响,变幅油缸缩回延时不能及时补偿而严重影响打捞效率,而模糊PID控制能改善控制性能,模型试验系统具有响应速度快、运行稳定可靠特点,模拟六级海况下补偿精度达到±1.3°,能满足高海况打捞要求。该理论方法和试验数据可为原型样机的控制优化设计提供参考。

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。

真空泵吸鱼过程气液两相流数值分析

为探究真空泵吸鱼过程气液流动机理以及抽气压力对吸鱼速度影响,以某深远海养殖平台真空吸鱼泵为研究对象,基于体积函数法(volume of fluid,VOF)两相流模型,对真空吸鱼泵集鱼装置内部气液两相流动过程进行数值模拟。结果显示:在一定抽气压力条件下,水进入集鱼筒后,产生了水与大量气团组成的泡沫状气液两相混合体,气泡不断聚集并向抽气口方向运动,直至流出抽气口,集鱼筒注满水时间短;管道入口启动速度随着抽气压力的减小不断增大,之后速度波动减小,在-40 kPa~-20 kPa抽气压力条件下,当抽吸时间7 s,管道入口的速度逐渐平稳,当抽气压力≥-15 kPa时,吸水管出现了倒流现象,水沿管道来回晃荡,抽气压力在-40 kPa~-20 kPa范围可确保鱼水混合物顺利抽到集鱼筒内。本研究数值模拟结果可为真空吸鱼泵的抽气压力设计及优化提供参考。

一例封闭式工船养殖大黄鱼淀粉卵涡鞭虫病的防治

大型智慧养殖工船通过构建全封闭式舱养系统,能够有效满足适养鱼种最佳的生长需求。基于船舶系统的稳定性和游弋式生产特性,不仅可以有效地拓展养殖空间,还能够及时躲避台风、赤潮等恶劣天气,提高养殖安全性,有利于实施全季节养殖模式,提升规模化养殖产能和优质水产品的供给。然而,在封闭式养殖系统中.

某型深远海养殖工船动力系统方案设计

为实现某型深远海养殖工船动力系统最优方案设计,结合工船锚泊与游弋养殖模式工况特点,融合养殖系统动力载荷,进行动力系统适渔性、可靠性、经济性需求分析、方案遴选和论证。构建常规推进、交流电力推进、直流配网型电力推进技术三种动力系统方案,得出各动力系统方案初期投入、日常运营、可靠性分析与后期维护成本并进行比较。通过对各个动力系统方案的优缺点进行综合分析,得出采用4台发电机组的交流电力推进系统方案为实现养殖工船动力系统、供电系统与养殖系统动力载荷优化匹配的最优配置方案。

动态边界粒子SPH法在养殖工船横摇液舱晃荡模拟中的应用比较

为研究养殖工船养殖舱晃荡现象对舱壁结构强度和养殖安全的影响,采用光滑粒子流体动力学方法(SPH法)对横摇激励下养殖工船养殖水舱的轻微晃荡和剧烈晃荡进行数值模拟,通过引入动态边界粒子法解决SPH法固壁边界上或边界附近的粒子截断误差影响精度问题,并对动态边界粒子两种处理方法模拟结果与相关文献进行了对比分析,验证数值方法的有效性。结果显示:该方法可靠有效,适用于模拟养殖水舱晃荡时自由液面翻卷、破碎现象;对于轻微液舱晃荡现象,相比于边界粒子运动法,边界粒子固定不动法具有更高的计算精度;对于剧烈液舱晃荡现象,边界粒子运动法和边界粒子固定不动法则均能有效的数值模拟。本研究成果对于养殖工船养殖水舱晃荡现象数值模拟提供参考。

渔获物冰浆保鲜流动传热分析

国内渔船出海作业一般采用碎冰对渔获物进行保鲜,不但传热效果差,而且碎冰的尖角经常会刺破鱼体,保鲜效果较差。由于冰浆具有良好的流动性和较大的蓄冷密度,因此在渔获物保鲜中具有良好的应用前景。基于动力学理论的欧拉双流体模型,利用粒子流与传热传质模型相结合的方法,研究了冰浆的流动和传热特性,在采用文献数据对计算模型进行验证后,对水平方管内冰浆与渔获物的流动传热进行了计算研究,对比分析了水平方管内的冰浆在不同入口体积分数、不同流动速度下与方形渔获物的传热情况。结果显示,冰颗粒的分布情况是影响其与渔获物表面传热的主要因素,随着冰颗粒入口体积分数的提高,渔获物上表面与侧面的热通量整体有所增大;随着入口冰颗粒体积分数的增大,其在渔获物表面的分布趋于均匀。同时发现,适当提高流动速度可以增大渔获物表面冰颗粒的体积分数,从而增加表面热量交换。

基于STAR-CCM+的鱿鱼钓船波浪增阻数值计算与球鼻艏选型分析

为研究渔船在实际海浪中航行的阻力大小,优化船舶的阻力性能,本研究采用STAR-CCM+软件,以49 m远洋鱿鱼钓船船模为研究对象,分析了其约束运动模型在静水和迎浪情况下的阻力性能。通过对约束模型在不同波高和波长的波浪中的阻力进行计算,得出远洋鱿鱼钓船在不同海况下实船的波浪增阻情况,同时,对远洋鱿鱼钓船球鼻艏进行选型分析,比较鱿鱼钓船无球鼻艏和加装撞角型球鼻艏、上翘型球鼻艏后在波浪中的阻力大小。结果显示:船舶在两种典型海况下设计航速时的平均波浪增阻占静水阻力的25%和18%,与其他船型相比,撞角型球鼻艏船型波浪增阻为21.0%和14.7%,降阻效果最显著。本研究为远洋鱿鱼钓船设计初期航速和球鼻艏的设定提供了参考。

冷冻狭鳕鱼糜射频解冻温度数值模拟及验证

为快速分析鱼糜射频解冻过程中的温度分布情况,以狭鳕鱼糜介电特性和热物性参数为基础,通过COMSOL Multiphysics软件对射频解冻过程进行数值模拟,以有限元方法数值求解电磁波耗散及热传递耦合方程,并对数学模型进行试验验证。结果表明:狭鳕鱼糜的上表面、中间层和下表面的温度分布高度一致,数值求解结果与试验验证结果吻合,鱼糜各层的冷点位置始终位于鱼糜中心部位,热点位置始终位于鱼糜边角区域,鱼糜中间层的温度要明显低于上、下表面,鱼糜上表面温度要高于下表面。从升温速率上看,位于鱼糜中心部位的监测点升温速度最慢,位于鱼糜边角区域的监测点升温速率最快。鱼糜样品中9个监测点的温度实测值大部分落在模拟计算的温度变化曲线上。通过试验值与测定值的比较,表明应用COMSOL Multiphysics软件可较好地模拟射频加热过程的温度变化,从而用于预测物料的温度分布。

某型深远海养殖工船电力推进系统设计

针对某型深远海养殖工船电力推进系统,根据养殖工船生产模式的特点,融合养殖系统电力负荷,开展交流电力推进系统设计。通过设计电力推进系统、电站功率管理系统和电力推进监测报警系统,实现该型养殖工船动力系统和供电系统与养殖系统动力载荷的优化匹配;构建具有适渔性、可靠性和经济性等特点,具有较高推进系统和供电系统自动化管理水平的养殖工船电力推进系统和谐波抑制方案。对养殖工船各工况下的电网谐波进行分析,验证该电力推进系统技术的可行性,并提出优化建议。

养殖工船电力推进调距桨动力系统策略

为解决深远海养殖工船电力推进系统复杂,存在谐波干扰,设备空间占用多,系统成本高等问题,结合动力系统适渔性需求,采用了一种变频软起动的电力推进调距桨动力系统设计方法。经过比较该系统配置方案,研究该系统起动和运行过程中推进电机和螺旋桨的特性曲线,对比分析调距桨动力系统的造价和性能。结果显示:该电力推进调距桨动力系统可以简化动力系统配电网络,降低了配电装置成本,提高了系统冗余度,减少了电网谐波。研究表明:该方案具有经济性、可行性、可靠性、适渔性。