郝玉鑫，萬(wàn) 榮, ，周 成, ，葉旭昌, ，管青龍，張孝先

1. 上海海洋大學(xué) 海洋科學(xué)學(xué)院，上海 201306

2. 國(guó)家遠(yuǎn)洋漁業(yè)工程技術(shù)研究中心/大洋漁業(yè)資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201306

3. 中國(guó)海洋大學(xué)，山東 青島 266100

4. 山東好運(yùn)通網(wǎng)具科技股份有限公司，山東 榮成 264200

阿根廷滑柔魚(yú) (Illex argentines) 屬槍形目、柔魚(yú)科、滑柔魚(yú)屬，為大洋性淺海種，生命周期短，基本為單一世代[1]。種群廣泛分布在西南大西洋22°S—54°S，棲息于水深 70～280 m、溫度為 4～15 ℃的大陸架及大陸坡海域。高產(chǎn)區(qū)位于42°S—49°S的西南大西洋公海漁場(chǎng)[2]，最高年產(chǎn)量可超過(guò)106t，但產(chǎn)量年際間波動(dòng)較大[3]。阿根廷滑柔魚(yú)作為西南大西洋公海漁場(chǎng)重要的頭足類(lèi)資源，提高其漁獲量對(duì)提升經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義[4]。捕撈阿根廷滑柔魚(yú)主要有魷釣和底拖網(wǎng)兩種方式，相較于魷釣作業(yè)，底拖網(wǎng)作業(yè)受漁場(chǎng)風(fēng)浪、流速流向復(fù)雜多變的環(huán)境條件影響較小，根據(jù)魚(yú)探儀圖像推測(cè)魚(yú)群中心位置，能進(jìn)行瞄準(zhǔn)捕撈[2]。目前我國(guó)在西南大西洋公海漁場(chǎng)捕撈阿根廷滑柔魚(yú)使用的韓國(guó)小網(wǎng)目底拖網(wǎng)，存在船網(wǎng)匹配差、拖網(wǎng)阻力較大等問(wèn)題，導(dǎo)致作業(yè)能耗增加、漁獲產(chǎn)量下降，因此有必要通過(guò)改進(jìn)網(wǎng)具作業(yè)參數(shù)，從而改善漁具性能，以提升船網(wǎng)匹配性，提高捕撈效率[2]。

底拖網(wǎng)的漁具性能主要包括快速性、擴(kuò)張性、經(jīng)濟(jì)性、水動(dòng)力性能等[5]，影響底拖網(wǎng)漁具性能的因素較多，主要包括拖速、水平擴(kuò)張比 (袖端間距與下綱長(zhǎng)度的比值，L/S)、浮沉比、配綱長(zhǎng)度[6]等作業(yè)參數(shù)，以及網(wǎng)目尺寸與結(jié)構(gòu)[7]、網(wǎng)袖結(jié)構(gòu)[8]、側(cè)網(wǎng)寬度[9]、網(wǎng)身長(zhǎng)度[10]、網(wǎng)囊剪裁斜率[11]等網(wǎng)具結(jié)構(gòu)參數(shù)。諸多研究已經(jīng)應(yīng)用模型試驗(yàn)的方法探究了拖網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和作業(yè)參數(shù)的調(diào)整，如網(wǎng)袖結(jié)構(gòu)對(duì)拖網(wǎng)性能的影響[12]、浮沉比配備對(duì)網(wǎng)口高度的影響[13]以及作業(yè)參數(shù)對(duì)拖網(wǎng)水動(dòng)力性能的影響[14]等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，基于數(shù)值模擬的方法在解析拖網(wǎng)水動(dòng)力性能[15]等方面也獲得了較為廣泛的應(yīng)用。除此之外，海上試驗(yàn)是最為直接的觀測(cè)方法，諸多學(xué)者應(yīng)用海上實(shí)測(cè)方法探究了作業(yè)參數(shù)對(duì)捕撈效率的影響[16]和拖網(wǎng)作業(yè)中網(wǎng)位控制[6]等。與此同時(shí)，因可操作性、可視化強(qiáng)的特點(diǎn)，模型試驗(yàn)在底拖網(wǎng)研究中也被廣泛應(yīng)用。

作為近年來(lái)新引進(jìn)的阿根廷滑柔魚(yú)底拖網(wǎng)，目前尚缺乏網(wǎng)具水動(dòng)力性能方面的相關(guān)研究，因此，本文以連海漁業(yè)公司使用的主尺度為200 m×113.8 m(84.6 m) 六片式小網(wǎng)目底拖網(wǎng)為母型網(wǎng)，采用模型試驗(yàn)方法，通過(guò)改變拖速、浮沉比配備、L/S3個(gè)工況，探究網(wǎng)口高度、網(wǎng)具阻力、能耗系數(shù)和功率消耗的變化規(guī)律，探討提升網(wǎng)口高度和船網(wǎng)匹配性、降低網(wǎng)具阻力和能耗系數(shù)的方法，以期為高效節(jié)能型頭足類(lèi)拖網(wǎng)設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 實(shí)物網(wǎng)與模型網(wǎng)

連海漁業(yè)公司在西南大西洋公海漁場(chǎng)捕撈阿根廷滑柔魚(yú)，作業(yè)方式為單船底拖網(wǎng)，作業(yè)船長(zhǎng)58 m，主機(jī)功率2 350 kW，總噸位819 t，使用網(wǎng)具為韓國(guó)引進(jìn)的六片式小網(wǎng)目底拖網(wǎng) (圖1)，該網(wǎng)具網(wǎng)身長(zhǎng)度為113.8 m，網(wǎng)口周徑為200 m，網(wǎng)目形狀為菱形，網(wǎng)口網(wǎng)目尺寸 (2a) 為250 mm，網(wǎng)衣材料為聚乙烯 (PE)，網(wǎng)具主要參數(shù)為網(wǎng)具總長(zhǎng)113.8 m，網(wǎng)口周徑200 m，網(wǎng)身長(zhǎng)度與網(wǎng)口周徑比值0.569，上綱長(zhǎng)度84.6 m，下綱長(zhǎng)度100.3 m，浮力6.47 kN，沉力10.78 kN。

圖1 阿根廷滑柔魚(yú)底拖網(wǎng)網(wǎng)圖Fig. 1 Net drawing of I. argentines bottom trawl

本研究依據(jù)田內(nèi)準(zhǔn)則以及《拖網(wǎng)模型制作方法》(SC/T 4011—1997) 設(shè)計(jì)制作模型網(wǎng)，參考動(dòng)水槽試驗(yàn)段尺寸選取大尺度比 (λ) 為30，小尺度比(λ') 為5，模型速度比 (λν) 為，模型網(wǎng)網(wǎng)圖見(jiàn)圖2，模型網(wǎng)網(wǎng)身長(zhǎng)度為3.79 m，網(wǎng)口周徑為6.67 m，網(wǎng)口網(wǎng)目尺寸 (2a) 為50 mm，模型網(wǎng)制作材料選擇與實(shí)物網(wǎng)一致的聚乙烯 (PE) 網(wǎng)線(xiàn)。

圖2 阿根廷滑柔魚(yú)模型網(wǎng)網(wǎng)圖Fig. 2 Net drawing of I. argentines model trawl

1.2 模型試驗(yàn)設(shè)備與方法

模型試驗(yàn)在上海海洋大學(xué)立式循環(huán)動(dòng)水槽中進(jìn)行，試驗(yàn)水槽測(cè)試段主尺度為長(zhǎng)15 m×寬3.5 m×深2.3 m，試驗(yàn)水深為2.0 m。水槽設(shè)側(cè)面 (長(zhǎng)15 m、寬2 m) 和底部 (長(zhǎng)6 m、寬3.3 m) 玻璃觀測(cè)窗，方便觀察試驗(yàn)現(xiàn)象和測(cè)試數(shù)據(jù)。水槽上設(shè)移動(dòng)小車(chē)兩部，可拖曳升降裝置和控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)前布設(shè)與試驗(yàn)中網(wǎng)位、水平擴(kuò)張等調(diào)節(jié)。試驗(yàn)中由控制系統(tǒng)調(diào)整軸流泵轉(zhuǎn)數(shù)實(shí)現(xiàn)水流速度連續(xù)調(diào)節(jié)，流速可調(diào)范圍為0～1.5 m·s-1，水速控制精度為1%；使用LC-FW-200型傳感器測(cè)量網(wǎng)具阻力，量程為0～20 N，靈敏度為 1.3517 mv·v-1。

根據(jù)SC/T 4011—1995《拖網(wǎng)模型水池試驗(yàn)方法》進(jìn)行模型試驗(yàn)，試驗(yàn)中模型網(wǎng)的任何部分與池壁的距離不小于0.15 m，與水面距離不小于0.3 m。單船底拖網(wǎng)水平擴(kuò)張由網(wǎng)板實(shí)現(xiàn)，但受水槽尺寸限制，本試驗(yàn)?zāi)M至空綱末端部分，原網(wǎng)上下空綱等長(zhǎng)為45 m，對(duì)應(yīng)模型網(wǎng)上下空綱長(zhǎng)度為1.5 m，水槽試驗(yàn)布設(shè)見(jiàn)圖3，試驗(yàn)中將測(cè)力傳感器布設(shè)于牽引桿上，通過(guò)改變兩牽引桿間距實(shí)現(xiàn)水平擴(kuò)張調(diào)整。網(wǎng)口高度通過(guò)側(cè)面觀測(cè)窗觀察，利用帶有刻度的豎桿通過(guò)小型望遠(yuǎn)鏡分別記錄浮子綱中點(diǎn)深度和沉子綱中點(diǎn)深度，兩者差值即為網(wǎng)口高度。

圖3 模型試驗(yàn)水槽示意圖Fig. 3 Schematic diagram of water tank in model experiment

實(shí)際生產(chǎn)拖速范圍為3～5 kn，以0.5 kn為間隔，設(shè)置5組拖速，根據(jù)田內(nèi)準(zhǔn)則，模型試驗(yàn)水流速度梯度為1.34、1.57、1.79、2.01和2.24 kn；L/S設(shè)置3個(gè)水平，分別為0.46、0.50和0.54；通過(guò)固定沉力，改變浮力方式，設(shè)置浮沉比為2個(gè)水平，分別為0.6和0.7，對(duì)應(yīng)浮力為1.51和1.76 N。

1.3 網(wǎng)具性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.3.1 網(wǎng)口高度

網(wǎng)口高度是評(píng)價(jià)拖網(wǎng)擴(kuò)張性能的重要指標(biāo)，適當(dāng)增大網(wǎng)口高度有利于擴(kuò)大掃海面積，提高捕撈效率。實(shí)物網(wǎng)網(wǎng)口高度換算、袖端間距、掃海面積[17]計(jì)算方法如下：

式中：H為實(shí)物網(wǎng)的網(wǎng)口高度 (m)；H'為模型網(wǎng)的網(wǎng)口高度 (m)；λ為大尺度比。

式中：L為實(shí)物網(wǎng)的袖端間距 (m)；L'為模型網(wǎng)的袖端間距 (m)；λ為大尺度比。

式中：S為拖網(wǎng)網(wǎng)口的掃海面積 (m2)；f為實(shí)物網(wǎng)網(wǎng)口的形狀系數(shù) (這里取0.8)；H為實(shí)物網(wǎng)在該拖速下的網(wǎng)口高度 (m)；L為實(shí)物網(wǎng)的袖端間距 (m)。

1.3.2 網(wǎng)具阻力

網(wǎng)具阻力是評(píng)價(jià)拖網(wǎng)水動(dòng)力性能的重要指標(biāo)之一。根據(jù)減少漁具模型試驗(yàn)誤差的方法[18]，引入阻力修正系數(shù) (Kf)，其值等于理論計(jì)算模型的線(xiàn)面積與實(shí)際制作模型線(xiàn)面積之比。實(shí)物網(wǎng)阻力 (F) 與模型網(wǎng)阻力 (F') 的力學(xué)比例關(guān)系為：

式中：F為實(shí)物網(wǎng)在某拖速下的計(jì)算阻力 (kN)；F'為模型網(wǎng)在某拖速下的測(cè)定阻力 (kN)；λ為模型大尺度比；λν為模型速度比；Kf為阻力修正系數(shù)，本試驗(yàn)中為 0.9513。

1.3.3 能耗系數(shù)

能耗系數(shù) (網(wǎng)具濾過(guò)一定單位體積的水體所消耗的能量) 能較好地反映拖網(wǎng)的水動(dòng)力性能，也是評(píng)價(jià)拖網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性能的重要指標(biāo)，能耗系數(shù)越低則說(shuō)明網(wǎng)具的經(jīng)濟(jì)性能越好。能耗系數(shù)[17]的計(jì)算公式為：

式中：Ce為實(shí)物網(wǎng)在某設(shè)定拖速下的能耗系數(shù)(10-4kW·h·m-3)；F為實(shí)物網(wǎng)在該拖速下的計(jì)算阻力 (kN)；H為實(shí)物網(wǎng)在該拖速下的網(wǎng)口高度 (m)；L為實(shí)物網(wǎng)的袖端間距 (m)。

1.3.4 功率消耗

功率消耗影響船網(wǎng)匹配效果的好壞，是評(píng)價(jià)船網(wǎng)匹配性的重要指標(biāo)。實(shí)物網(wǎng)功率消耗計(jì)算公式為：

式中：P為實(shí)物網(wǎng)在某設(shè)定拖速下的功率消耗(kW)；F為實(shí)物網(wǎng)在該拖速下的計(jì)算阻力(kN)；V為拖速 (m·s-1)。

2 結(jié)果

2.1 網(wǎng)口高度

網(wǎng)口高度在不同拖速下的變化見(jiàn)圖4，網(wǎng)口高度隨浮沉比的增大而增大，隨拖速和L/S的增大而減小。在同一L/S下，網(wǎng)口高度隨浮沉比的增大而增大，浮沉比為0.6和0.7試驗(yàn)組網(wǎng)口高度差隨拖速的增大而減小。拖速小于4 kn時(shí)，浮沉比為0.7試驗(yàn)組網(wǎng)口高度明顯優(yōu)于浮沉比0.6試驗(yàn)組，當(dāng)拖速等于4 kn，L/S為0.46、0.50和0.54對(duì)應(yīng)的兩組浮沉比網(wǎng)口高度差分別為0.99、1.23和1.71 m；拖速增大至4.5 kn時(shí)，浮沉比0.6和0.7試驗(yàn)組間網(wǎng)口高度差較小。在同一浮沉比下，L/S為0.46、0.50和0.54的3組試驗(yàn)間網(wǎng)口高度差在拖速小于4 kn時(shí)較大，而拖速大于4 kn時(shí)則較小。浮沉比為0.7、拖速為3 kn時(shí)，L/S為0.46、0.50和0.54對(duì)應(yīng)原網(wǎng)具網(wǎng)口高度分別為15.51、14.61和14.1 m；而拖速為5 kn時(shí)，L/S為0.46、0.50和0.54對(duì)應(yīng)原網(wǎng)具網(wǎng)口高度分別為3.99、3.93和3.78 m。

圖4 原網(wǎng)網(wǎng)口高度和拖速的關(guān)系圖Fig. 4 Relationship between height of real net opening and towing speed

2.2 網(wǎng)具阻力

網(wǎng)具阻力在不同拖速下的變化情況見(jiàn)圖5，網(wǎng)具被模擬部分阻力隨著拖速、L/S和浮沉比的增大而增大。在同一L/S下，當(dāng)拖速小于4 kn時(shí)，浮沉比0.6和0.7試驗(yàn)組網(wǎng)具阻力差隨拖速的增大而減小，兩試驗(yàn)組阻力的最大差約13 kN；而當(dāng)拖速增大時(shí)，浮沉比0.6和0.7試驗(yàn)組間阻力差變化不明顯。在浮沉比為0.6時(shí)，不同L/S試驗(yàn)組間阻力差隨拖速增大呈現(xiàn)先減小后增大的波動(dòng)變化趨勢(shì)，當(dāng)拖速為4.5 kn時(shí)，L/S為0.46、0.50和0.54對(duì)應(yīng)的原網(wǎng)阻力分別為110.57、114.99和118.53 kN；而浮沉比增大至0.7時(shí)，不同L/S試驗(yàn)組間阻力差變化為在拖速小于4 kn時(shí)較小，在拖速大于4 kn時(shí)較大，當(dāng)拖速為4.5 kn時(shí)，L/S為0.46、0.50和0.54對(duì)應(yīng)的原網(wǎng)阻力分別為109.64、116.65和124.63 kN。

圖5 原網(wǎng)阻力和拖速的關(guān)系圖Fig. 5 Relationship between resistance of real net and towing speed

2.3 能耗系數(shù)

能耗系數(shù)在不同拖速下變化見(jiàn)圖6。能耗系數(shù)隨拖速的增大而增大，隨浮沉比的增大而減小。同一L/S下，拖速小于4 kn時(shí)浮沉比0.7試驗(yàn)組的Ce低于0.6試驗(yàn)組，當(dāng)拖速為4 kn時(shí)，L/S為0.46、0.50和0.54對(duì)應(yīng)的兩組浮沉比能耗系數(shù)差分別為0.122、0.181和 0.249 10-4kW·h·m-3；拖速大于 4 kn時(shí)浮沉比0.6和0.7試驗(yàn)組對(duì)應(yīng)的Ce則較接近，而當(dāng)拖速等于5 kn時(shí)，浮沉比0.7試驗(yàn)組的Ce高于浮沉比0.6試驗(yàn)組，但差值較小。同一浮沉比下，能耗系數(shù)受L/S改變影響并不明顯。以原網(wǎng)浮沉比0.6為例，能耗系數(shù)隨掃海面積的增大而減小(圖7)。在相同掃海面積下，L/S越大，能耗系數(shù)則越高，且隨著掃海面積的增大，能耗系數(shù)組間差變小。

圖6 能耗系數(shù)與拖速關(guān)系圖Fig. 6 Relationship between coefficient of energy consumption and towing speed

圖7 能耗系數(shù)與掃海面積關(guān)系圖Fig. 7 Relationship between coefficient of energy consumption and sweeping area

2.4 功率消耗

底拖網(wǎng)作業(yè)的功率消耗來(lái)源于網(wǎng)具本身及其屬具部分。本試驗(yàn)中模擬至網(wǎng)具空綱末端，試驗(yàn)結(jié)果代表被模擬部分功率消耗。網(wǎng)具功率消耗隨著拖速、L/S和浮沉比的增大而增大 (圖8)。同一L/S下，浮沉比0.6和0.7試驗(yàn)組間的功率消耗差隨拖速的增大而減小。在同一浮沉比下，L/S為0.46、0.50和0.54的3組試驗(yàn)功率消耗差隨拖速和L/S的增大而增大。浮沉比為0.7、拖速為5 kn時(shí)，L/S為0.46、0.50和0.54對(duì)應(yīng)的功率消耗分別為308.07、327.73和356.06 kW。

圖8 功率與拖速關(guān)系圖Fig. 8 Relationship between power consumption and towing speed

3 討論

3.1 網(wǎng)口高度優(yōu)化

阿根廷滑柔魚(yú)具有晝夜垂直移動(dòng)的特點(diǎn)，白天多棲息于近底層，夜晚上浮至表層附近[19]。西南大西洋公海漁場(chǎng)阿根廷滑柔魚(yú)魚(yú)群分布特征呈“片狀堆”[20]，以晝夜垂直移動(dòng)或集群魚(yú)類(lèi)為捕撈對(duì)象時(shí)，網(wǎng)口高度對(duì)于捕撈效果起決定作用，應(yīng)盡量不損失網(wǎng)具的垂直擴(kuò)張[21-22]。根據(jù)以往研究，增加上綱浮力是常用的網(wǎng)口高度提升方法之一[21-22]。拖速為3 kn時(shí)，六片式底拖網(wǎng)垂直擴(kuò)張系數(shù) (網(wǎng)口高度與網(wǎng)口周徑的比值，Ch) 大于9%，說(shuō)明拖網(wǎng)具有較好的垂直擴(kuò)張性能[23]，本試驗(yàn)中除拖速為5 kn的試驗(yàn)組外，其余試驗(yàn)組Ch均大于9%，說(shuō)明本網(wǎng)具垂直擴(kuò)張性能較優(yōu)。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于改變網(wǎng)具浮沉比從而優(yōu)化網(wǎng)口高度的研究相對(duì)較少，一般情況下，網(wǎng)口高度隨浮沉比增大而增大[24]，本研究中當(dāng)浮沉比增大至0.7時(shí)，發(fā)現(xiàn)在拖速小于4 kn時(shí)不同L/S試驗(yàn)組間網(wǎng)口高度差較大，而拖速大于4 kn時(shí)高度差則較小，可能是由于在拖速小于4 kn時(shí)浮力對(duì)網(wǎng)口高度提升影響較大，而拖速大于4 kn時(shí)拖速對(duì)網(wǎng)口高度影響較大。在同一浮沉比下，拖速大于4 kn時(shí)不同L/S試驗(yàn)組間網(wǎng)口高度接近，表明不同的L/S不會(huì)對(duì)網(wǎng)口高度產(chǎn)生明顯影響。此外，通過(guò)增加浮子綱長(zhǎng)度、調(diào)小網(wǎng)板沖角的方法也可以提升網(wǎng)具的垂直擴(kuò)張[25]，但其影響程度的量化分析有待進(jìn)一步探究。

3.2 阻力與能耗系數(shù)

本試驗(yàn)?zāi)M部分在生產(chǎn)作業(yè)中的阻力包括水阻力和摩擦阻力兩部分，本文僅探討水阻力部分。水阻力主要與迎流面積呈正相關(guān)，拖速小于4 kn時(shí)，增大浮沉比后網(wǎng)口提升明顯，網(wǎng)具迎流面積增大，網(wǎng)具阻力增量較大，拖速為3.5 kn、L/S為0.46時(shí)網(wǎng)具阻力最大增量為13.11 kN時(shí)，網(wǎng)口高度增量為4.41 m；而拖速大于4 kn時(shí)網(wǎng)口高度變化不明顯，網(wǎng)具阻力增量較小。同一浮沉比下，在拖速小于4 kn時(shí)不同L/S試驗(yàn)組間網(wǎng)具阻力變化差不明顯，而拖速大于4 kn時(shí)，變化差隨拖速增大而增大，表明阻力在拖速大于4 kn時(shí)受L/S影響較大。因此，在拖速大于4 kn作業(yè)情況下，應(yīng)選擇合適的水平擴(kuò)張比，在保持網(wǎng)口高度的同時(shí)減小網(wǎng)具阻力，降低能耗。此外，可以適當(dāng)增大網(wǎng)目尺寸，減少網(wǎng)具阻力以降低能耗，提升船網(wǎng)匹配性。阿根廷滑柔魚(yú)個(gè)體較小 (一般體長(zhǎng)為15～34 cm，體質(zhì)量為400 g，最大1 000 g) 且有垂直游動(dòng)、受外部刺激反應(yīng)大的特點(diǎn)[26]，因此綜合捕撈對(duì)象生物學(xué)特征和移動(dòng)速度快的特點(diǎn)，建議網(wǎng)口網(wǎng)目尺寸可適當(dāng)放大，但不宜過(guò)大。

底拖網(wǎng)屬于過(guò)濾性漁具，通過(guò)濾水留下捕撈對(duì)象而消耗一定能量，因此能耗系數(shù)可以用來(lái)評(píng)價(jià)拖網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性能[27]。通過(guò)水槽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)能耗系數(shù)受浮沉比的影響不明顯，其主要受掃海面積影響，即網(wǎng)口垂直擴(kuò)張與水平擴(kuò)張的影響。本研究表明隨著掃海面積的增大能耗系數(shù)會(huì)明顯減小，因此擴(kuò)大掃海面積對(duì)降低阻力、提高捕撈效率有較大幫助。由圖7中能耗系數(shù)的變化趨勢(shì)可見(jiàn)能耗系數(shù)在掃海面積小于200 m2時(shí)下降較快，且不同L/S試驗(yàn)組間差異較大，因此可認(rèn)為在掃海面積較小時(shí)，水平擴(kuò)張對(duì)能耗系數(shù)的影響更大，反之在掃海面積大于200 m2，不同L/S試驗(yàn)組能耗系數(shù)變化較小，則說(shuō)明網(wǎng)口高度會(huì)對(duì)能耗系數(shù)產(chǎn)生更大的影響，因此，通過(guò)調(diào)整網(wǎng)口高度對(duì)降低能耗更有意義。

3.3 船網(wǎng)匹配

漁具與漁船的匹配是漁船分配給漁具功率的匹配，崔建章[28]對(duì)中型單拖網(wǎng)漁船拖力與漁具系統(tǒng)匹配的研究表明，漁船拖速范圍內(nèi)18%～25%的額定功率可以轉(zhuǎn)換為拖力 (包括8%的儲(chǔ)備拖力)，即在生產(chǎn)過(guò)程中僅有10%左右的額定功率可以用于網(wǎng)具部分。對(duì)于目前連海漁業(yè)公司作業(yè)的單拖網(wǎng)漁船而言，可用于拖網(wǎng)部分的額定功率僅為235 kW，考慮船舶老化等因素則可能更小。本研究中僅能測(cè)定被模擬部位的水阻力數(shù)據(jù)，而實(shí)物網(wǎng)貼底運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況通常更為復(fù)雜，除水阻力外還包含摩擦阻力等，為簡(jiǎn)化計(jì)算近似考慮其僅受摩擦阻力，因此水阻力與摩擦阻力之和即為模擬部分所受總阻力。原網(wǎng)具生產(chǎn)作業(yè)海域底質(zhì)為鐵板沙底，因此，本研究中摩擦系數(shù)取0.7[29]。在拖速為4 kn時(shí)，網(wǎng)具被模擬部分受摩擦阻力產(chǎn)生的消耗功率為17.32 kW，網(wǎng)具總功率消耗則超過(guò)主機(jī)功率的10%，又由于作業(yè)區(qū)域海況復(fù)雜，所以不能在該海域進(jìn)行拖速大于4 kn的底拖網(wǎng)作業(yè)。根據(jù)蘇聯(lián)學(xué)者水下攝像資料以及相關(guān)研究，底拖網(wǎng)在作業(yè)時(shí)魚(yú)類(lèi)被下綱驅(qū)趕進(jìn)入網(wǎng)口后，很難從下綱和網(wǎng)腹逃走[30]，因此建議將網(wǎng)腹前段網(wǎng)目放大到網(wǎng)背網(wǎng)目的1.5～2倍，形成網(wǎng)腹疏目的形式以過(guò)濾泥沙等臟物[31]，減輕拖網(wǎng)阻力，進(jìn)而降低作業(yè)能耗，提升船網(wǎng)匹配性。此外，由于本研究中缺少網(wǎng)板性能探究，關(guān)于船與拖網(wǎng)系統(tǒng)的匹配性分析有待進(jìn)一步研究。

致謝：山東好運(yùn)通網(wǎng)具科技有限公司提供母型網(wǎng)，上海海洋大學(xué)的曹道梅老師、林軍、郭紹健，中國(guó)海洋大學(xué)的龍翔宇、宋鵬波在模型試驗(yàn)中提供了幫助，謹(jǐn)此致謝！