基于最小势能原理的延绳钓渔具作业状态数值模拟

基于有限元理论及最小势能原理,以2008年9月到2009年1月海上实测的188枚钓钩的深度、24个站点不同深度的三维海流数据、渔具参数和作业参数为基础,建立并验证了延绳钓三维最小势能模型。结果表明:(1)建立的延绳钓最小势能模型可以计算得出任何三维分层海流作用下延绳钓的三维形状和钓钩的深度,大部分钓钩的实测深度与数学模型数值深度之间的差别不大,其平均差值为12.03 m,差值范围为0.02～40.36 m(方差S2=100.30,标准差S=10.01,n=188),通过成对双样本均值分析,实测深度与数值深度无显著性差异(P>0.05);(2)延绳钓渔具的干线在海水中稳定后并不是呈平滑的悬链线,而是波浪形的曲线;(3)圆柱体轴线与流向垂直时的阻力系数(CN90)取值对于数值模拟的结果有一定的影响,CN90值的选取与研究对象的雷诺数有关。延绳钓最小势能数值模型能够有效模拟并预测延绳钓在不同深度的三维海流作用下的形状、钓钩深度并达到可视化。     

基于ANSYS Workbench力学仿真的金枪鱼延绳钓钓钩深度

钓钩深度对金枪鱼延绳钓渔获性能有重要影响,本研究基于田内准则对延绳钓渔具进行缩小,采用ANSYS Workbench 19.2数值仿真软件对金枪鱼延绳钓进行双向流固耦合仿真,并选取2016年波利尼西亚群岛附近海域(4°S～15°S,140°W～160°W)金枪鱼延绳钓作业实测的6个作业站点42枚钓钩深度数据与ANSYS Workbench数值仿真结果进行对比,应用SPSS的T-检验分析实测钓钩深度与数值仿真深度的差异性。结果显示:延绳钓最深钓钩仿真深度为280～310 m,钓钩深度与海流速度呈负相关。海流速度较小时(X=-0.11～0.05 m/s;Y=-0.05～0.03 m/s;Z=0.03～0.11 m/s),钓钩仿真深度较深,最深钓钩深度为310 m;海流速度较大时(X=0.28～0.75 m/s;Y=-0.10～0.52 m/s;Z=0.04～0.13 m/s),钓钩仿真深度较浅,最深钓钩深度为280 m。数值仿真钓钩深度与实测钓钩深度无显著性差异(P=0.2410.05),且各个站点钓钩仿真深度与实测深度均无显著性差异(P_1=0.790,P_2=0.337,P_3=0.476,P_4=0.369,P_5=0.175,P_6=0.136)。研究表明,基于田内准则对延绳钓渔具进行缩小,采用ANSYS Workbench力学仿真软件可用于延绳钓钓钩深度研究。     

金枪鱼延绳钓渔获性能研究进展

金枪鱼延绳钓渔获性能主要按目标鱼种和兼捕物种渔获效率进行评价。对其研究有助于改进延绳钓渔具渔法, 提高目标鱼种捕捞效率和减少兼捕。本文以时间顺序为主对国内外关于金枪鱼延绳钓渔获性能研究的文献进行梳理, 从钓具选择性、钓钩深度、饵料选择性、环境因素以及钓具浸泡时长等方面概括了金枪鱼延绳钓渔获性能的研究进展, 并提出存在的不足和建议, 为金枪鱼延绳钓渔获性能的研究提供参考。前人研究取得的成果有: (1)不同鱼种最佳作业深度和钓具浸泡时长不同; (2)较大尺寸的圆形钩能减少兼捕; (3)拟饵也具有选择性, 鱼类饵料和蓝色染色饵料有利于减少兼捕; (4)具体水层的环境因素对延绳钓渔获性能影响较大。建议今后金枪鱼延绳钓渔获性能研究应: (1)确定钓钩最佳沉降速度和深度; (2)分水层建立不同物种渔获性能预测模型; (3)针对不同的目标鱼种探索最佳尺寸和钩形; (4)研究不同气味和颜色的饵料或拟饵对物种选择性的影响; (5)考虑诱饵、钓钩类型和尺寸和钓具浸泡时长对渔获率、死亡率、兼捕率和兼捕物种释放后存活率的潜在协同效应。     

金枪鱼延绳钓捕捞作业状态的数值模拟

一种基于有限元原理的非线性混合法被用于预测捕捞作业中的金枪鱼延绳钓的形状与张力,为渔具设计提供理论方法,并以期在设计阶段能替代传统的水槽模型试验,为实际渔业生产作业调整提供有益的技术参数。构成延绳钓渔具的绳索可以被一系列绝对柔软的被称为绳索要素的单元所模拟,因此,整个延绳钓渔具可以被看作为一系列绳索要素在其两端点通过无摩擦铰接连接而成的集合体。根据最小位能原理,可以导出描述系统平衡状态的非线性基本平衡方程式。利用Newton-Raphson方法,通过一系列的负荷-形状迭代法求解基本平衡方程式,可以获得海流作用下延绳钓渔具作业时的形状和张力分布的数值解。简化模型的回流水槽试验验证表明,本方法具有较好的计算精度和解的收束性与稳定性。     

金枪鱼延绳钓钓钩和起重机吊钩材料及力学性能研究进展

了解金枪鱼廷绳钓钓钩作业时的受力和应力应变情况,有利于改进钓钩设计和材料选择.本文对有关金枪鱼延绳钓钓钩种类、材料和力学性能,起重机吊钩应力、位移变化、优化设计和检测等国内外相关文献进行整理分析,目前的研究虽取得了一定的成果,但关于钓钩的仿真模拟、钓钩受力分析和优化设计的研究较少.本文建议:(1)参考起重机吊钩材料及力学性能研究的方法,采用有限元软件ANSYS对金枪鱼钓钧建立不同的3D模型,对比得出更好的建模方法;(2)对不同材料钓钩受力产生的拉伸、弯曲、扭转、断裂等变形情况进行模拟分析和实验;(3)分析各种钓钩所能承受的最大拉伸、弯曲、扭转负荷及钓钩最大应力、应变的分布情况;(4)对金枪鱼钓钩的结构进行设计和优化.     

金枪鱼延绳钓钓具的最适浸泡时间

根据2010年10月—2011年1月金枪鱼延绳钓海上调查数据,分两种起绳方式,建立每次作业每一根支绳的浸泡时间计算模型。将钓具的浸泡时间以1 h为间隔分别统计每个区间的支绳数量及大眼金枪鱼(Thunnus obesus)、黄鳍金枪鱼(Thunnus albacores)的渔获尾数,并计算其钓获率(CPUE)。结果表明:1)大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼的CPUE都随浸泡时间的增加呈现先增后减的趋势,这是由于饵料的诱引效果变化及渔获的丢失引起的;2)二次曲线可拟合浸泡时间与大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼CPUE的关系;3)大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼CPUE最高的浸泡时间分别为9.9 h和10.1 h。建议:1)今后在金枪鱼延绳钓作业中,保证每一根支绳在水中的浸泡时间为9.5~10.5 h,以提高捕捞效率并减少副渔获物;2)可把延绳钓钓具的浸泡时间作为有效捕捞努力量,并用于CPUE的标准化。研究结果可用于提高捕捞效率并减少副渔获物的技术方案制订,并为渔业生产和CPUE的标准化提供科学参考。     

罩网兼作金枪鱼延绳钓的钓钩深度与渔获水层分析

2015年3-4月及2017年1月在南海外海进行了两次罩网渔船兼作金枪鱼延绳钓的捕捞试验,基于试验数据分析延绳钓钓钩深度及渔获水层分布,以期优化改进试验钓具,有效提高南海金枪鱼延绳钓捕捞效益。研究发现:1)经济渔获以剑鱼(Xiphias gladius)与黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)为主,剑鱼的单位捕捞努力量渔获量(CPUE,kg·千钩-1)为所有渔获中最高; 2)钓钩深度(D)与钩位(n)、风速(SW)、风流合压角(γ)成正相关,与漂移速度(SD)、投绳船速(SV)呈负相关,回归方程为:D=10. 259n-37. 247SD-29. 878SV+6. 940SW+23. 493γ+35. 633; 3)模型的预测结果与实测数据间无显著性差异,相对权重表明各影响因子中钩位具有最大的相对重要性; 4)试验中拟合钩深分布范围为35. 08～110. 80 m,剑鱼上钩率与CPUE最高的水层为60～80 m,黄鳍金枪鱼上钩率与CPUE最高的水层为80～100 m; 5) 60～80 m水层主要经济渔获CPUE最大且钓钩数目最多,认为钓钩水层分布较合理。     

基于GAM模型分析水温垂直结构对热带大西洋大眼金枪鱼渔获率的影响

通过模型分析环境变量对延绳钓大眼金枪鱼渔获率的影响,评估适宜垂直活动空间对大西洋大眼金枪鱼延绳钓渔获率的作用。首先采用回归分析检验环境变量对延绳钓渔获率(由单位捕捞努力渔获量(catch per unit fishing effort,CPUE)表示)的影响显著性,结合时空变量,采用GAM(generalized additive model)模型分析各变量对大眼金枪鱼CPUE非线性作用。模型结果表明,环境因子和时空变量对热带大西洋延绳钓大眼金枪鱼渔获率空间分布影响明显。大西洋大眼金枪鱼延绳钓的高渔获率月份出现在夏季和冬季,空间上在赤道以北和30?~50?W。12℃等温线深度对大眼金枪鱼延绳钓渔获率的影响表现为抛物线形状,高渔获率出现在深度较浅的250 m水层,随着12℃等温线深度的增加,大眼金枪鱼延绳钓渔获率降低。温跃层下界深度和深度差对大眼金枪鱼延绳钓渔获率的影响都是穹顶状。随着温跃层下界深度值和深度差由小变大至200 m,延绳钓渔获率递增;温跃层下界深度和深度差超过200 m后,延绳钓渔获率变小。温跃层下界深度和深度差对大眼金枪鱼延绳钓渔获率影响显著的水层分别是200 m和50 m。研究结果显示,12℃等温线深度和温跃层对热带大西洋延绳钓大眼金枪鱼渔获率影响是交叉的,在大眼金枪鱼适宜垂直活动水层受限到和延绳钓作业深度相同时,延绳钓渔获率最高;在适宜垂直活动空间过深或者过浅时,延绳钓渔获率都变小,但可以通过改变作业方式提高渔获率。采用延绳钓CPUE进行渔场和资源评估要考虑金枪鱼适宜垂直活动空间。     

金枪鱼延绳钓机的设计（上）

本文通过金枪鱼延绳钓渔具、渔法、作业特点进行负载理论分析，介绍了ＳＹＹＳＤ１．６０型金枪鱼液压延绳钓机的结构特点和工作原理，液压系统设计计算及液压元件的选型。     

大西洋中部金枪鱼延绳钓性能评估初步研究

利用2009～2010年我国大西洋中部金枪鱼延绳钓调查数据,对金枪鱼延绳钓钓具性能进行评估。结果表明:金枪鱼延绳钓具有较好的种类选择性,大眼金枪鱼渔获量和尾数分别占总渔获量的73.67%和76.00%;大眼金枪鱼(Thunnus obesus)、黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)和剑鱼(Xiphias gladius)未达到性成熟的渔获尾数比例分别为13.00%、25.97%和48.93%;1～6号钓钩,大眼金枪鱼上钩率随钓钩深度增加呈递增趋势,6～8号钓钩上钩率呈递减趋势,6号钓钩上钩率最大为9.46尾/千钩;3号至8号钓钩上钩率均大于7尾/千钩,表明1号和2号钓钩利用率偏低;根据钓钩理论深度,推测大眼金枪鱼主要分布水层为220m～350m。通过调节缩短率和浮子绳长度对钓具进行优化,使得钓钩分布水层与大眼金枪鱼分布水层更为接近,提高钓钩利用率。     

国外简讯

日·本·金·枪·鱼·渔·业·简·介《澳大利亚渔业》1976年6月号介绍了日本金枪鱼渔业情况,现摘译如下:日本的金枪鱼渔船队约有2,675艘,平均吨位158吨,大部分为300～500吨的延绳钓渔船,有冷冻装置,温度能降到零下50～60℃,尚有少数千吨级的加工母船。海上作业时间为6～18个月。延绳钓渔具长100公里,分支线长150米,一根延绳钓上有2千只     

中东太平洋金枪鱼延绳钓渔获量及其分布

根据2000年9月至2002年8月两年的中东太平洋金枪鱼延绳钓探捕调查结果,对延绳钓渔获量及其分布特征进行了初步分析。结果显示,延绳钓渔获物以金枪鱼为主,大眼金枪鱼(Thun-nusobesus)等3种金枪鱼的渔获量占总渔获量75·9%。“海欣”船延绳钓作业的平均日产量为(994·8±19·9)kg/d,上钩率为(12·5±0·3)ind/103钩。主要目标鱼种大眼金枪鱼和黄鳍金枪鱼(Thunnusalbacares)的平均日产量分别为(466·9±13·9)kg/d和(190·6±7·2)kg/d。探捕期间日产量的月间差异显著(P<0·001),6~8月为渔发汛期,日产量较高;2~5月为相对淡季,日产量较低。探捕区南部的平均日产量最高,与中、北部比较差异显著(P<0·001);东部平均日产量与西部比较差异不显著(P>0·05)。     

金枪鱼将游上中国百姓餐桌

金枪鱼以其EPA和DHA含量在所有水产品中最高而成为世界营养学会推荐的三大营养鱼之一(注:另两种为大麻哈鱼和沙丁鱼)。众所周知,食用不饱和脂肪酸特别是EPA和DHA对防治心血管疾病等十分有益。金枪鱼生活在水深100-400米的大洋深处,其洄游范围限于盐度高的深海,较少接触到污染较严重的近海和沿岸水域,加上金枪鱼自捕捞、运输、加工至消费之前各环节要求都比较严格,完全保证其营养成分的保留。金枪鱼有多个品种类:蓝鳍金枪鱼、大目金枪鱼、黄鳍金枪鱼、长鳍金枪鱼、鲣鱼和剑鱼等。金枪鱼渔业根据捕捞渔具不同分为延绳钓渔业、围网渔业、…     

基于贝叶斯概率的印度洋大眼金枪鱼渔场预报

本文采用贝叶斯概率为模型基础框架,利用来自印度洋金枪鱼管理委员会(IOTC)的大眼金枪鱼延绳钓历史渔获统计数据和美国国家海洋大气管理局(NOAA)的海温最优插值再分析数据,进行适用于印度洋金枪鱼延绳钓渔场的模型参数估算与预报模型构建。模型回报精度验证结果表明,印度洋大眼金枪鱼延绳钓渔场综合预报的准确率达到了65.96%。模型预报结果用概率百分比来表示,符合渔业资源分布的客观特点。利用中分辨率成像光谱仪MODIS提供的SST产品进行业务化运行的渔场预报,利用模型结果每周生成印度洋大眼金枪鱼延绳钓渔场概率预报图,用不同大小的圆形来表示渔场概率的高低,可以为印度洋区域的远洋渔业生产提供信息支持。     

南印度洋长鳍金枪鱼渔获率与水深温度关系研究

印度洋金枪鱼延绳钓渔业是我国远洋渔业的重要组成部分,海洋不同深度的水温影响到长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga)延绳钓渔获率。文章利用2008—2017年延绳钓生产作业数据,并结合Argo浮标水温数据,采用广义加性模型(Generalized additive model, GAM)分析长鳍金枪鱼空间分布与不同深度水温之间的关系。结果表明,海表面(0 m)、200和400 m 3个水层的温度显著影响长鳍金枪鱼的空间分布,最优的GAM模型对渔获率(单位捕捞努力量渔获量,Catch per unit effort, CPUE)的方差解释率为53.3%,模型拟合的决定系数为0.527。长鳍金枪鱼渔获率与所选取的3个水层温度均呈非线性关系,高渔获区集中分布于17～30℃的表层海域,17～20℃的200 m层海域,9～15℃的400 m层海域,以及他们的交集海线。文章初步得出了南印度洋长鳍金枪鱼空间分布与水深断面温度的关系,可为指导长鳍金枪鱼的合理生产提供技术支撑。     

金枪鱼延绳钓渔捞日志管理现状与趋势

金枪鱼渔捞日志作为金枪鱼数据收集系统的一部分,在区域性国际渔业组织履约中扮演了重要的角色.本文梳理了国际渔业组织涉及金枪鱼延绳钓渔捞日志的履约要求,分析了部分国家或地区金枪鱼渔捞日志管理要求,论述了我国金枪鱼延绳钓渔捞日志管理中存在的问题,并提出了改进建议和发展方向:(1)渔捞日志嵌入船位监控系统,缩短渔捞日志上交的时效性,提高日志填写的准确性;(2)统一金枪鱼渔业数据收集系统,建立大型金枪鱼数据库,使渔业数据规模化、标准化.     

灯光罩网渔船兼作金枪鱼延绳钓捕捞试验

2015年3月~4月利用"粤电渔42212"灯光罩网渔船在南沙北部海域开展了金枪鱼延绳钓捕捞试验。延绳钓试验以不影响灯光罩网的正常作业为前提。试验期间,灯光罩网作业40晚,放网297次,平均渔获率336.4kg·h-1,总渔获质量129.6 t,鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)占85.31%,黄鳍金枪鱼(Thunnus albacaes)占0.21%。延绳钓作业7次,放钩2 700枚,总渔获质量1 281.6 kg,剑鱼(Xiphias gladius)和黄鳍金枪鱼分别占72.88%和11.16%;延绳钓平均上钩率和CPUE分别为25.74尾·千钩-1和427.48 kg·千钩-1,其中黄鳍金枪鱼为1.90尾·千钩-1、52.74 kg·千钩-1,剑鱼为3.76尾·千钩-1、291.86 kg·千钩-1。试验证明,金枪鱼延绳钓和灯光罩网的渔场分布恰好一致,作业时间没有冲突。相比发展专业钓船,罩网渔船兼作延绳钓具有投资金额少、生产成本低的优势。建议通过探捕拓展和延长外海渔期,并研究解决金枪鱼保鲜问题。     

基于卫星AIS的中西太平洋金枪鱼延绳钓渔场分布研究

根据2017年7-12月中西太平洋金枪鱼延绳钓渔船卫星AIS数据及海表温度数据,利用全局空间自相关中的莫兰指数及局部空间自相关中的热点分析方法,得到了中西太平洋金枪鱼延绳钓中心渔场位置及变动情况,并提取了中心渔场处海表温度范围。结果表明:1)中西太平洋金枪鱼延绳钓渔船捕捞努力量存在空间自相关并呈显著聚集分布模式,所得热点区域可以作为中西太平洋金枪鱼延绳钓作业中心渔场。2)各月均存在多个中心渔场,其中8月中心渔场范围与7月大致相同,部分中心渔场存在向北扩张或向外扩大的趋势; 9月最大中心渔场东移,出现在180°附近,其它渔场较之前有不同程度的扩散或缩小; 10-12月中心渔场较为集中,主要分布在170°～180°E及155°W附近海域,且单位渔区捕捞努力量大于7-9月。3)中心渔场处不同海表温度范围主要与金枪鱼鱼种有关:155°W、20°N夏威夷群岛附近冷舌区,主要分布着大眼金枪鱼(Thunnus obesus)和黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares),海表温度为25. 5～27. 5℃; 10°S～10°N暖池区域,主要为大眼金枪鱼和鲣(Katsuwonus pelamis),海表温度为28. 0～30. 3℃;赤道南部冷暖锋面交汇处,主要为长鳍金枪鱼(Thunnus alalunga),海表温度为25. 0～29. 0℃。     

CFD技术在循环水养殖系统构建中的研究现状与展望

正目前,养殖池水动力特性的研究主要采用模型试验和基于CFD技术的数值模拟方法。2010年以前的研究以模型试验为主导技术手段,2010年以来的研究进入模型试验和数值模拟共同发展、互为补充的研究阶段。一、与实测法的对比1.实测法的优点与局限性循环水养殖系统中实测法通常采用声学多普勒流速仪和激光粒子图像测速(PIV)进行养殖池系统速度场监测,测得流速等流场数据进而开展系统流场特性分析研究。     

印度洋公海海域黄鳍金枪鱼鱼体脂肪含量与生物学参数的关系

研究黄鳍金枪鱼鱼体脂肪含量与其生物学参数的关系有利于确定其鱼体脂肪含量与生物学参数是否有关并掌握鱼类的生长、繁殖和渔场特性。本研究根据2013年10月到2014年4月在印度洋中西部海域延绳钓渔业调查中采集到的91尾黄鳍金枪鱼,测定了其脂肪含量和生物学参数等,应用频率统计法分析了其脂肪含量的时空分布,脂肪含量与性别、体质量、性腺成熟度的关系;应用GAM方法分析了脂肪含量与条件系数(K)、纯重系数(SI)、性腺指数(GSI)、叉长(FL)的关系。结果显示:(1)黄鳍金枪鱼的脂肪含量为0.1%~26.7%,平均脂肪含量为6.94%;(2)黄鳍金枪鱼10—12月份月平均脂肪含量总体较低,12月份以后月平均脂肪含量呈上升趋势;2°N~3°N,59°E~60°E区域的平均脂肪含量最高,为15.3%,7°S~8°S,44°E~45°E区域的最低,为1.2%,两者之间具有显著性差异;(3)各性别、体质量组、性腺成熟度、叉长组的脂肪含量无显著性差异;(4)黄鳍金枪鱼脂肪含量与条件系数(K)、纯重系数(SI)、性腺指数(GSI)、叉长(FL)均无显著相关性。研究表明:(1)3、4月份黄鳍金枪鱼开始进入产卵期;(2)2°N~3°N,59°E~60°E可能是一重要的产卵场;(3)雌性的繁殖能力与鱼体脂肪含量无显著相关性。