基于海上实测的秋刀鱼舷提网沉降和提升性能研究

根据2015年7-10月和2016年6-10月蓬莱京鲁渔业有限公司"鲁蓬远渔019"在西北太平洋进行的海上秋刀鱼舷提网网具性能测试所获得的数据,采用线性回归方法,分析了舷提网在沉降和提升阶段,网衣的沉降深度和提升深度以及网具沉降速度和提升速度的变化状况。利用广义加性模型(GAM)探讨秋刀鱼舷提网沉降深度和提升速度各自有效的影响因子,且分析了这些影响因子与舷提网主要性能参数两者之间的关系。结果发现:(1)网衣沉降深度随时间连续增加;网具下纲和侧纲的沉降速度都是先逐渐增大,然后缓慢减小,直至沉降过程结束;网衣沉降速度波动剧烈,无规律性变化。(2)网具下纲、侧纲的提升速度均快速达到最大值然后随时间连续降低,下纲的最大提升速度大于侧纲,网衣提升速度无规律性变化,上下波动剧烈。(3)GAM模型结果显示,30 m水层流速、60 m水层流速、下纲纲索松放长度3个因子对网衣最大沉降深度有显著性影响(P0.05),影响程度依次为30 m水层的流速下纲纲索松放长度60 m水层流速。30 m水层流速和绞网速度两个因子对平均提升速度有着显著性影响(P0.05),其中,绞网速度影响最大。     

秋刀鱼舷提网渔具性能模型试验与海上实测结果的比较评估

舷提网是秋刀鱼（Cololabis saira）作业的主要方式之一，由于渔获率较高得到迅速推广。模型试验和海上实测是研究网具性能最为普遍的两种方式，两者试验结果的对比评估对于更好地测定网具作业性能具有十分重要的意义。根据2014年11-12月进行的秋刀鱼舷提网静水槽模型试验以及2015年7-10月和2016年6-10月在"鲁蓬远渔019"号船上进行的秋刀鱼舷提网网具性能测试试验测定的网具数据，采用多元线性回归方法，对网具的沉降深度和提升速度进行了标准化，并利用Bootstrap法分析了舷提网模型试验和海上实测试验结果。结果表明:（1）通过Bootstrap法得出标准化后的实测网最大沉降深度的均值分布范围为20.37~29.54 m，95%置信区间为21.76~28.13 m；模型网网具最大沉降深度均值的范围为26.42~37.58 m，95%置信区间为27.70~36.20 m。实测网网具中部最大沉降深度均值大约是模型网网具中部最大沉降深度均值的0.731~0.783倍。（2）通过Bootstrap法得出标准化后的实测网提升速度的均值分布范围为0.107~0.193 m/s，95%置信区间为0.111~0.191 m/s；模型网网具提升速度均值的范围为0.204~0.316 m/s，95%置信区间为0.207~0.312 m/s。实测网网具中部提升速度均值大约是模型网网具中部提升速度均值的0.591~0.611倍。（3）当假设海流速度为0时，求得实测网网具的平均沉降深度为29.14~41.21 m，约为模型网网衣中部最大沉降深度均值的0.751~0.807倍。（4）30 m和60 m水深的海流速度均对实物网网具中部的沉降深度有所影响，60 m水深的流速影响更加显著（P<0.05）。     

三种浮绳式框架养殖围网系泊缆绳和框架纲张力试验研究

浅海围网养殖是一种全新的海水生态养殖方式,敷设在开放性海域,承受风、浪和流的作用,产生复杂的水动力。本文根据养殖围网海上实际敷设情况和水文条件,基于松田皎模型准则设计制作了长方体、圆柱体和球体3种不同浮筒形状的浮绳式柔性框架养殖围网模型。在循环动水槽中采用预加张力的系泊方法测试了不同流速和系泊角度下围网框架纲和系泊缆绳的张力特征变化。研究结果显示:流速与张力的关联度大于系泊角度与张力的关联度;流速小于35 cm/s时,系泊缆绳的张力变化较平稳;系泊角度在63°和74°之间时,系泊缆绳和框架纲张力的变化较平稳,且当系泊角度为71°时,张力相对较小;相比其他2种浮筒类型围网,长方体浮筒浮绳式框架养殖围网的系泊缆绳和框架纲张力的变化相对较平稳。     

长江口悬沙沉速室内试验研究

在充分认识传统沉降筒缺陷的基础上提出了"大型可温控自动搅拌沉降试验筒"。通过室内系列试验发现:(1)含沙量对长江口细颗粒沉降速度影响最大;(2)温度上升,沉速增加,但不同阶段影响程度有所不同;(3)含沙量越高,盐度对沉速的影响越小,含沙量相同情况下,长江口北槽悬沙枯季水温下盐度对沉速的影响在1.8~5.7倍左右;洪季水温下盐度对沉速的影响在1.5~2.2倍左右。(4)枯季最佳絮凝盐度在7左右,最佳絮凝含沙量为7 kg/m3;洪季最佳絮凝盐度在10~12左右,最佳絮凝含沙量为4.5kg/m3。本研究成果可望加深我们对细颗粒泥沙动力过程相关机理的认识,同时可为相关港口、航道的淤积机理分析,数学模型、物理模型研究工作提供一定技术参考。     

不同光强下小球藻纵向沉降及悬浮特性研究

通过用自制沉降柱研究小球藻(Chlorella vulgaris)在表层不同光强作用下纵向沉降特性以及分布规律, 为进一步了解水库中小球藻的纵向分布提供参考。实验室培养的小球藻按其直径可分为小于4.5 μm、4.5～5.5 μm、大于5.5 μm 3 个等级, 不同粒径的小球藻在不同光强的作用下沉速不同; 实验条件下小球藻的沉速分布在0.1～468.2 μm/s, 均值为32.8 μm/s; 小球藻的沉降速度随沉降柱表层光强增强而降低, 无光状态下时沉速是表层光强为10 000 lx 的2～3 倍; 小球藻直径大小与沉速呈正相关, 直径4.5～5.5 μm 的小球藻沉速是3.5～4.5 μm 的5~6 倍; 沉降稳定后实验柱中小球藻从表层至底层粒径逐渐变大, 除底层外小球藻在纵向峰值随光强增加而向下延伸, 如实验柱表层光强为1 000 lx 和4 000 lx时小球藻峰值出现实验柱表层, 而表层光强为7 000 lx 和10 000 lx 的实验峰值分别出现在水下300 mm和600 mm 处。     

环境因子对萱藻(Scytosiphon lomentaria)丝状体孢子放散的影响

在实验室条件下,以本实验室保存的萱藻丝状体为材料,研究了温度(7—27℃),光照强度[18—126μmol/(m2.s)]和丝状体生物量(0.1—1.6mg/ml)对萱藻孢子放散的影响。结果显示:(1)温度为12℃最适宜萱藻孢子的放散,在此温度下,孢子放散量大,放散速度快;(2)光照强度对孢子的放散具有重要影响,72μmol/(m2.s)为刺激萱藻孢子放散的最佳光照条件;(3)萱藻丝状体生物量过低,则孢子放散量较小无法达到采苗要求,而过高亦会抑制孢子的放散,生物量为0.8mg/ml时最适宜孢子的放散。     

低雷诺数下梯形翼的水动力特性研究

目前在海洋开发中,各种用于海洋监测、勘探或进行其他特殊作业的鱼雷型水阻较小的潜器发展迅猛,了解与之相关的水动力学问题是进行设计的基础。当鱼雷型的潜器处在低速的环境下时,其水动力学性能会出现新的特点,因此有必要对此进行系统和深入的研究。文中通过数值模拟,研究了小尺寸梯形翼的水动力性能及其周围流场的特征。梯形翼采用NACA4412的翼型。在数值模拟中,水流的速度范围为0.5~1.5 m/s,基于梯形翼平均弦长的雷诺数在2×104~6×104之间。梯形翼的攻角为0°~21°。该模型基于Navier-Stokes方程和k-ωSST湍流模型,并通过有限体积法进行空间离散化。通过数值模拟,揭示了不同雷诺数和不同迎角下梯形翼低雷诺数流场特点和三维效应,可以为设计鱼雷型水阻较小的潜器提供参考。     

板翼动力锚沉贯深度模型试验研究

板翼动力锚是依靠自重完成安装并靠自重和海床土的抗力来锚固的新型动力锚。板翼动力锚高速(15~25 m/s)贯入地基过程中涉及到高应变率、流固耦合、土体软化和大变形等难题,模型试验可避免上述计算困难,能直接得出不同的贯入速度所对应的沉贯深度。本文首先推导了模型相似关系,然后在常规重力条件下,进行了两组26个工况的板翼动力锚在均质黏土中动力安装过程的模型试验,根据试验结果确定了率效应参数的取值范围,并研究了每一项受力对沉贯深度的影响。最后提出了在均质黏土中预测板翼动力锚沉贯深度的经验公式。     

混凝土船形鱼礁的礁体设计与沉降计算

根据人工鱼礁礁体设计的基本理论和原则,考虑实地投放条件和投放要求,对船形混凝土人工鱼礁进行结构设计和沉降计算。计算得到礁体的横稳心高度(?)约为0.56 m,满足一般船舶在海面的稳性设计要求;船形礁于海面4 kn拖速下所受拖曳阻力R_F值为318.04 N;礁体在水深30 m海域投放,最终速度为2.49 m/s,沉降时间13.41 s;通过计算礁体着底时的底冲力为150.00 kN,换算得出鱼礁结构强度均布荷重q(213.78 kN/m),为礁体建造时的强度要求提供依据。     

3种海面风场资料在台湾海峡的比较和评估

本文对3种海面风场资料(CCMP、NCEP、ERA)在台湾海峡风场的平面分布和时间变化特征进行了相互比较,并应用2011年浮标观测的风速和风向资料分别对3种风场的误差进行了分析及评估。主要结论如下:(1)3种资料风场的平面分布、季节变化和年际变化特征基本一致,差异主要表现在冬季NCEP资料在海峡中部和南部的风速相对CCMP和ERA资料较大;(2)CCMP资料的风速偏差、风速均方根误差和风向均方根误差分别为-0.62m/s、1.67m/s和31°,NCEP分别为0.15m/s、1.64m/s和31°,ERA分别为-1.36m/s、2.4m/s和33°;NCEP资料的风速整体略偏大、CCMP略偏小、ERA偏小明显,CCMP和NCEP资料比ERA资料更接近观测;(3)在西南季风影响期以及风速较小时(风速不大于10m/s)CCMP资料的风速可信度较高、NCEP资料的风速偏大;在东北季风影响期以及风速较大时(大于10m/s)NCEP资料的风速可信度较高、CCMP资料的风速偏小;(4)3种资料的风向误差接近,均在低风速时(风速小于5m/s)误差较大。本文的结论可以为台湾海峡的海洋和大气科学研究选择合适的海面风场资料提供借鉴和参考。