专利名称：减少渔具模型试验误差的方法
技术领域：
本发明涉及渔具力学领域，尤其是渔具模型试验。
背景技术：
目前，由于在渔具原体速度V1与模型速度V2换算过程中，采用的准则为日本的田内准则和英国的狄克逊准则，田内准则用公式表示为V1=V2·λ′,]]>即渔具原体速度V1等于模型速度V2与网目结构尺度比λ′平方根之积；狄克逊准则用公式表示为V1=V2·λ,]]>即渔具原体速度V1等于模型速度V2与渔具外型几何尺度比λ平方根之积。2个准则的模型速度分别取决于渔具外型几何尺度比λ和网目结构尺度比λ′。随着实物渔具的大型化和大网目化，渔具的几何尺度比λ和网目结构尺度比λ′值变得越来越大，模型速度随之下降。而模型速度的下降带来的影响有模型与原体的雷诺数相差较大，造成模拟结果误差变大；在拖曳状态下模型的应力仅为原体的3％-6％，模型网线应力过低，使模型不能很好地展开，影响试验结果的准确性；过低的模型速度导致数据采样时仪器设备及试验配置参数的系统误差及偶然误差上升。可见大规格渔具在模型试验过程中，因受渔具外型几何尺度比λ和网目结构尺度比λ′的限制，模型速度低，造成模型试验结果误差变大。
发明内容
本发明需要提供一种减小试验误差的方法，以解决大规格渔具在模型试验过程中，模型速度较低，造成模型试验结果误差的问题。本发明的技术方案包括采用渔具外型几何尺度比λ，其特征是设定模型试验的原体-模型速度比λv在2-3范围；由于模型速度的不同，产生模型力的变化，为使在不同原体-模型速度比λv条件下得到相同的模型结果，因此，本发明对不同原体-模型速度比λv条件下，原体与模型力的换算采用原体的力F1＝模型的力F2×渔具外型几何尺度比λ×原体模型速度比λv2×修正系数kf进行换算；在这个式中力修正系数kf等于理论计算模型的线面积与实际制作的模型的线面积之比，或者等于理论计算模型某部位的线面积与实际制作的模型相应部位的线面积之比，以公式表示为kf=Sx1Sx2=Sx1nSx2n;]]>将不同的速度比测得的阻力，按照原体力F1的换算式进行运算，获得实物渔具的阻力值。
本发明从渔具模拟原理及减小实验误差综合考虑，通过设定的模型速度和换算方法摆脱了目前采用的准则的限制，在可能提高模型速度的实施条件下，使原体与模型的雷诺数相对地接近，达到了减少试验误差的效果。
图1为不同速度尺度比λv时，实物渔具的阻力计算值。
图2为不同速度尺度比λv时，实物渔具的网口高度计算值。
具体实施例方式
本发明包括采用渔具外型几何尺度比λ，并将模型试验的原体-模型速度比λv设定在2-3范围，在这个范围可自由设定原体-模型速度比λv；由于模型速度的不同，产生模型力的变化，为使在不同原体-模型速度比λv条件下得到相同的模型结果，本发明对不同原体-模型速度比λv条件下，采用原体的力F1＝模型的力F2×渔具外型几何尺度比λ×原体模型速度比λv2×修正系数kf进行换算；在渔具模型换算过程中，对于任何在关键部位目数很少的渔具，无论其网目主尺度的大小，为使模型与原体在这些关键部位形状相似，模型的目数必须与原体相同，模型线径d2必须根据已定的λ值通过公式d2=d1·a2a1=d1λ′]]>反过来计算，而这种恰好等于或非常接近d2值的模型网线很难找到，模型制作难以实施；模型网具在实际制作时，选用与计算值相近的线径进行代替，由此便造成实际模型网具的线面积与理论模型网具线面积的差异；实际模型网具与理论模型网具线面积的差异必将导致最终试验结果的不一致；根据圆锥形网具在其它条件不变的情况下，网具阻力的增加值几乎与线面积增加值成正比的试验结果，在实际制作的模型与理论计算模型外形尺寸相同的前提下，引入实际模型网具与理论模型网具二者的线面积之比的力修正系数kf，以公式表示为kf=Sx1Sx2=Sx1nSx2n;]]>力修正系数kf等于理论计算模型的线面积与实际制作的模型的线面积之比，或者等于理论计算模型某部位的线面积与实际制作的模型相应部位的线面积之比；本发明在不同的速度比时测得的阻力，按原体力F1的换算式进行运算，即获得实物渔具的阻力值。
本发明通过对网口周长960m，最大网目20m的中层拖网渔具在试验参数分别为浮力9.81kN，沉降力29.9kN，水平扩张比L/S0.41，手纲长110m的条件下，渔具外型几何尺度比λ＝33.3，修正系数kf＝0.72，分别采用原体-模型速度比λv为5.77、4.67、3.46、3.00、2.50和2.00共6个参数进行比较验证，获得不同速度尺度比λv时，实物渔具的阻力计算值，从计算结果可以看出(见图1)，当λv＝5.77和4.67时，实物渔具的计算值与其它4个系列有一定的误差，结果偏大，其余4组结果基本接近。图2为不同速度尺度比λv时，实物渔具的网口高度计算值，与渔具实物阻力计算的结果相同，当λv＝5.77和4.67时，实物渔具的计算值与其它4个系列有一定的误差，其余4组结果基本接近。
从渔具阻力和网口高度的试验结果可以看出，采用不同的模型速度，其试验结果可以达到基本相同。但λv取值为5.77和4.67时，其实验结果与其它4个λv取值(3.46、3.00、2.50和2.00)结果出现一定的偏差。因此，原体-模型速度比λv的最佳取值范围为2-3之间。
权利要求
1.减少渔具模型试验误差的方法，包括采用渔具外型几何尺度比λ，其特征是模型试验的原体-模型速度比λV设定在2-3范围；将不同的速度比时测得的阻力按原体力F1的换算式进行运算，获得实物渔具的阻力值；原体与模型力的换算式为原体的力F1＝模型的力F2×渔具外型几何尺度比λ×原体模型速度比λV2×修正系数kf；修正系数kf等于理论计算模型的线面积与实际制作的模型的线面积之比。
全文摘要
减少渔具模型试验误差的方法，本发明涉及渔具力学领域，尤其是渔具模型试验，需要解决大规格渔具在模型试验过程中，模型速度较低，造成模型试验结果误差的问题。本发明的特征是设定模型试验的原体－模型速度比λ
文档编号A01K69/00GK1899031SQ200510027879
公开日2007年1月24日 申请日期2005年7月19日 优先权日2005年7月19日
发明者黄洪亮, 伍贻惠, 郁岳峰, 周爱忠, 孙亚萍 申请人:中国水产科学研究院东海水产研究所