Page 188 - 《水产学报》2025年第5期

唐浩，等 水产学报, 2025, 49(5): 059716

3
1.2 模拟渔获物 密度 1.15 g/cm 。 ρ f 为海水密度 1.03 g/cm ， ρ m
3
为水的密度 1.00 g/cm 。
3
模拟渔获物的选取参考 Thierry 等 [23] 的方
法，采用注水乒乓球作为模拟渔获物，探究渔 1.4 动水槽实验流程
获物对网囊流场影响的方法。为了从物理实验 网囊实验在东京海洋大学循环动水槽中进
角度，探究模拟渔获物重量的量级变化对网囊 行，水槽主尺度为 9.0 m×2.2 m×1.6 m，实验期
阻力、形态和振荡的影响效果，为渔具基础研 间水温保持在 17.6~18.4 °C。水槽侧面为钢化玻
究作补充。本研究采用注水乒乓球来代替渔获 璃制成的观察窗，在观察窗正前方放置定点摄
物，乒乓球直径为 (4.0±0.1) cm，空气中重量为 像机，摄像机规格为 1 920 像素×1 080 像素，
2.40~2.53 g，注水乒乓球密度与水槽中水的密 59 帧/s，用于观察和记录实验中网囊的形态变
度相同，约为 1×10³ kg/m³。实验共设置 4 种模 化情况；实验前将网囊网口绕缝在圆形刚性框
拟渔获物条件，为 0、50、100 和 150 个注水乒 架上，六分力仪器与刚性框架连接，在六分力
乓球，重量分别为 0 、1.68、3.36 和 5.04 kg。 仪器正前方 1.2 m 处设置流速计检测水流速度。

各测试仪器设备设置的具体情况见图 2。
1.3 动水槽实验流速选择
首先，将圆形刚性框架与六分力仪器连接，
南极磷虾拖网的实际拖曳速度为 1.5~−2.5 使圆形刚性框架平面垂直于水流方向，再将其
kn ，基于修正田内准则进行换算时，中层拖 浸入水中 (圆形刚性框架柄浸水 10.0 cm)，待流
[3]
网修正的速度比公式中，n 一般取 0.15，且考 速达到稳定后，测量实验设置的 5 种流速条件
虑到材料密度的差异，计算得知实际速度与模 下圆形刚性框架的阻力。然后将网囊绕缝在圆
型速度比值约为 1.77，则模型网测试的速度范 形刚性框架上，相同方法测量网囊和框架系统
围为：0.66~1.10 m/s。综合考虑实验水槽设备 阻力，待网囊形状基本稳定后，拍摄 10 s 网囊
条件及六分力等测力系统量程，本研究设定流 形态。测量完空网囊在 5 种流速条件下的阻力
速条件分别为 0.5、0.6、0.7、0.8 和 0.9 m/s。 和形态后，加入 4 种模拟渔获物，重复上述过
速度比公式： 程，完成全部测量实验。

) 1 1.5 数据分析
(
V f ′n+1 ρ sf −ρ f ρ m 2−n
= λ (1)
V m ρ sm −ρ m ρ f 网囊形态数据处理 首先，将实验拍摄
式中， V f 、 V m 分别表示实物网和模型网的速度， 的视频应用 DaumPotPlayer 软件以 4 Hz 频率截
m/s； ρ sf 、 ρ sm 分别表示实物网和模型网的网线 取图片 (图 3)，然后应用 GetData Graph Digit-
izer 软件，根据实验设备的设置位置以及特征
3
材料密度，g/cm ； ρ f 、 ρ m 分别表示海上实验时
长度作为标尺，得到包括网囊末点在内的网囊
海水的密度和模型实验时水的密度，g/cm ； λ ′
3
节点空间坐标，将相应参数和坐标值导出，绘
为小尺度比；n 为修正参数， ρ sf 为聚乙烯材料
制网囊形态图。
(PE)， 密 度 0.96 g/cm 。 ρ sm 为 尼 龙 材 料 (PA)，
3
网囊体积获取 将网囊形态处理所得数

20目 据，利用积分圆柱法获得网囊体积，公式：
第一部分 part 1 x = f(x) (2)
4
2
3
20目 f(x) = c x +c x +c x +c x+c 5 (3)
1
2
4
3
w x
2
20目 V = f (x)×π× xdx (4)
0
第二部分 part 2 4∶1 式中，V 为网囊体积，cm ；x 为网囊高度，cm；
3
f(x) 为网囊半径函数，c 、c 、c 、c 、c 分别
5
1
2
3
4
8目 为系数。

1.6 傅里叶分析
图 1 网囊网片结构示意图
Fig. 1 Schematic diagram for netting panel of codend 存在渔获物时，网囊尾端位置和水阻力变
中国水产学会主办 sponsored by China Society of Fisheries https://www.china-fishery.cn
3