[發明專利]一種用于漁業圍網的試驗模型建立方法

在審

• 申請號: 201810015169.2
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108229032A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 王學昉;周成;許柳雄;唐浩;李鵬
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 李慶

本發明公開一種用于漁業圍網的試驗模型建立方法，其根據圍網的結構及作業特點，建立圍網模型的相似準則，所述相似準則包括目腳長度、網線直徑、縮結角、網線材料密度、介質密度、特征速度、特征時間、漁具外廓線尺度、水阻力等相似特征；根據所述相似準則的相似實現途徑，建立圍網模型與實際圍網的對應預測關系，并根據相似性準則設計圍網模型。本發明提供了一套完善的利用圍網非定常運動的相似性準則的技術方法，通過圍網小模型試驗，使實際圍網所發生的物理過程按照一定的相似關系在模型中再現，以便迅速、直觀地觀察圍網的工作狀態，測定所需數據，研究預測圍網的實施效果，具有很廣的指導開發實踐的意義。

技術領域

本發明涉及漁業研究技術領域，具體地說，特別涉及到一種用于漁業圍網 的試驗模型建立方法。

背景技術

在漁具的開發領域中，鑒于試驗條件可控、試驗過程便于觀察和試驗成本 較低等優點，漁具模型試驗一直以來是漁具研究的主要方法。多年來各國學者 對漁具模型試驗方法進行了一些探索并發展出多種符合漁具結構特點的特種相 似如田內準則、狄克遜準則及克里斯登生準則等。弗里德曼將π理論引入到漁 具模型試驗中，解決了相似準則體系的建立問題。

描述漁具在水中運動現象的廣義物理方程中的無因次量，即為模型和實物 需要滿足的相似條件，由此得到漁具相似的充分且非必要條件是保持相同的雷 諾數(粘性相似)、弗洛德數(重力相似)、斯特勞哈爾數(非定常流動時間 相似)、牛頓數(牛頓力相似)、剛度系數(抗彎剛度相似)、變形系數(伸 長變形相似)等。然而，由于受漁具制作工藝、模型試驗條件和特種相似的自 身矛盾問題的制約，需要根據漁具的作業特點決定支配漁具運動的因素來簡化 全相似條件。

圍網是用于捕撈中上層魚類的大中型漁具，是一種由網衣和網索構成的長 帶形狀或囊形的大型網具，用兩只圍網船拉住網的兩端，把魚群圍住，逐漸縮 小包圍圈，最后抽緊網下端的繩索。主要用以圍捕密集的中上層魚類和蝦類為 主。因此在制作模型網時難以保證全幾何相似，但是變尺度法帶來的尺度效應 還不明確，變尺度法是指漁具外廓的線尺度比和網目的線尺度比不相同，這體 現在特征長度的選擇上會引起最終模型網的速度、時間和力的差異。例如，漁 具圍網在水中運動時既受到網線的外流擾流，又受到網孔內流影響，因此特征 長度可以是網線直徑、網目的水力直徑、漁具的外廓尺寸或者其他影響流態的 線尺度因素。其次，圍網網片的材料通常采用高重度的錦綸或滌綸，在水中能 夠迅速地垂直下沉，漁具本身的重力、流體的重力以及水動力(慣性力)主要 支配圍網漁具的運動。同時，圍網的作業特點是圓周放網，本質上是流體的環 流運動，因此應保持非定常運動的相似。非定常運動是指流體的流動狀態隨時 間改變的運動。

因此，在魚具研究和開發領域中，人們一直在嘗試利用實驗方法對圍網模 型在工作中進行模擬和預測，即通過較短時間的小模型試驗，使實際圍網所發 生的物理過程按照一定的相似關系在模型中再現，以便迅速、直觀地觀察圍網 的工作狀態，測定所需數據，研究預測圍網的實施效果，指導開發實踐。只是， 目前尚還沒有有效的圍網模型試驗的建立。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中的不足，提供一種用于漁業圍網的試驗 模型建立方法，以解決現有技術中存在的問題。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種用于漁業圍網的試驗模型建立方法，包括如下步驟：

a)根據圍網的結構和作業特點，建立圍網模型的相似準則；

b)根據所述相似準則的相似實現途徑，建立圍網模型與實際圍網的對應預 測關系，并根據相似性準則設計圍網模型。

所述相似準則包括目腳長度a、網線直徑d、縮結角φ、網線材料密度ρ、介 質密度ρ_w、特征速度v、特征時間t、漁具外廓線尺度L、水阻力C_D、漁具外廓 面積S、線面積s、網線和綱索的抗彎剛度EI、特征力F、綱索的直徑σ、綱索在 介質中的重度δ。