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课程名称 作者 内容简介
渔具力学基础 宋伟华 第一章 绪论 水动力概念
渔具力学基础 宋伟华 第一章 绪论 水动力概念
渔具力学基础 宋伟华 第二章 水动力 (阻力分类、成因、量纲)
渔具力学基础 宋伟华 第二章 水动力 (阻力分类、成因、量纲)
渔具力学基础 宋伟华 圆柱体和钢索的水动力
渔具力学基础 宋伟华 平板与机翼的水动力
渔具力学基础 宋伟华 机翼动力学
渔具力学基础 宋伟华 机翼水动力
渔具力学基础 宋伟华 诱导阻力、阻力测定、曲线
渔具力学基础 宋伟华 平板射流理论
渔具力学基础 宋伟华 柔索理论及应用

 

一、渔具力学研究内容与方法


人类从事渔业活动的历史悠久,并很早就提出了渔具的概念。从广义上讲,渔具指的是在水域直接进行水产经济动物生产及适应的工具;而从狭义上讲,渔具是指敷设在水域中的捕捞工具、养殖设施等。就捕捞渔具分类来讲,我国按其作业方式分为12大类:拖网、围网、刺网、地拉网、张网、敷网、抄网、掩网、陷阱类、钓具、耙刺类、笼壶类,网渔具占了较大部分,而海水网箱可以归属为一种特殊的定置渔具。在各种生产手段和条件下,渔具的设计将涉及多方面的问题,而其关键之一是与海洋环境(水流和波浪等)的相互作用。与其他海洋工程结构物不同是网渔具主体部分大多是由柔性线编织或绞捻而成的网衣和纲索,在水中既要承受浪和流等条件影响产生的水动力,也要保证一定的生产形状,这与各类渔具的作业方式和渔具不同构件有着密切的联系。为此人们在设计、制作渔具和进行渔业生产时必须研究其构件在水中受力,同时由此进行渔具整体的受力分析。从研究物体和相互作用的对象来看,显然是属于流体力学范畴,但由于渔具种类的不同,其生产原理和方式均各不相同,无论是某一类构件或不同构件组合的渔具整体都带来了多方面和独特的要求,这些导致了问题的复杂性,因此传统的流体力学又不是很适应渔具的多样性和复杂性。当然各种渔具都有时间、空间的约束,在生产过程中有稳定的受力和形状存在,即有可探明的一定变化规律,因此又分别是传统的静力学、运动学和动力学问题。另外渔具是以生产水产经济动物为对象,它们对渔具在水体中的运动也有一定的影响,反过来渔具的运动也要适应鱼类行为,两者之间相互作用。因此不论采取什么方法处理,既要遵循力学的基本原理,又要考虑到渔具的作业特点,在此基础上,人们探索渔具及其构件与水体产生相对运动后的形状和受力变化规律,即形成了渔具力学。


渔具力学是研究渔具在作业时,渔具及其构件周围的流态及水动力,水动力与各种物理参数的关系、渔具形状和作用力之间的关系,以及有关计算方法的科学。渔具力学是建立在多门学科基础上,既是与力学、海洋学有关的学科,也是与材料学、数学等有关,依靠各学科的支撑而发展的。因此渔具力学是一门专业性强的学科,随着渔业生产的需要而产生、发展,并着重解决渔业工程中的生产实际问题。


正因为渔具力学起源于生产,服务于生产实践,并随着生产的发展而发展,所以研究渔具力学的主要方法是通过生产试验、实验观察和数据分析及计算机数值模拟等方法,找出各种因素间的相互关系,推导出经验公式或半经验公式。其中模型试验方法由于具有条件可控性、可重复性的特点而成为最重要的研究手段。模型试验的目的首先是观察设定条件下的系统应答,再者是能够将该设定条件下的系统应答参数换算到实物上去。因此模型实验设计、实验手段和数据处理是研究渔具力学的重要关键,并随着实验设备和条件的改善、处理方法的进步、计算模拟速度的提高,渔具力学得到了快速的发展。其研究结果可为改进渔具性能、增加生产安全、降低成本、提高生产效率等方面提供依据。现阶段,渔具力学发展到了一定的阶段,积累了大量的研究成果,可为我们今后的学习和研究借鉴。


由于渔业生产有其特殊性,其研究方法也有本身特点。从研究手段来看,一般采用理论分析、实验室实验与海上现场观测三者相结合的方法进行,这是一种理论与实际相结合的方法,这种方法无论在国内还是国外经长期实践证明对于海洋结构物的研究是卓有成效的。而从研究角度来看,可从微观的角度来研究构成渔具的最小单元的力学性质,如一个结节、一个目脚或单个网目的水动力;然后研究渔具部件的力学性质,如网衣、纲索的张力和形状;再研究渔具整体的力学性质,如拖网系统运动;最后通过建立数学模型来分析或模拟渔具运动,以上方法又可交差综合使用。

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