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。