Методика расчета усилий в урезе во время выборки донного невода якорным способом

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МЕТОДИКА РАСЧЕТА УСИЛИЙ В УРЕЗЕ ВО ВРЕМЯ ВЫБОРКИ ДОННОГО НЕВОДА ЯКОРНЫМ СПОСОБОМ

Белых Александр Владимирович

05.18.17 Промышленное рыболовство

Калининград - 2011

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет»

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент

Недоступ Александр Алексеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Наумов Владимир Аркадьевич

кандидат технических наук, доцент

Коваленко Михаил Николаевич

Ведущая организация

ФГУП «Атлантический научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии»

Защита диссертации состоится «_9_» декабря 2011 г. в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 307.007.01 при Калининградском государственном техническом университете по адресу:

236022, г. Калининград, Советский проспект д.1, ауд. 255.

Факс: 8(4012) 91 68 46

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале Калининградского государственного технического университета.

Автореферат разослан « 9 » ноября 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор Н.Л. Великанов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Лов рыбы донными неводами (снюрреводами) занимает значительное место в рыболовстве России и некоторых зарубежных стран: Дании, Исландии, Корее и Японии. В настоящее время нет разработанной методики для расчетов усилий в урезе при выборке донного невода якорным способом, что позволило бы проектировщикам и эксплуатационникам обосновать прочностные характеристики урезов при их выборке.

Над этой проблемой работал целый ряд отечественных и зарубежных учёных: Ф.И. Баранов (1946), Н.А. Старовойтов (1946), А.В. Лестев (1955), В.А. Ионас (1960), Е.В. Осипов и Г.С. Павлов (2006), T. Suzuki, T. Takagi (1959).

В связи с этим являются актуальными исследования, направленные на создание методики расчета усилий в урезе донного невода во время выборки его якорным способом, чему и посвящена настоящая диссертация.

Предмет исследования - определение усилий в урезе во время выборки донного невода якорным способом.

Объект исследования - аналоги и модели донных неводов и их урезов с различными конструктивными параметрами.

Цель работы - создание методики расчета силы натяжения в урезе в процессе выборки снюрревода якорным способом с учетом конструктивных параметров снюрревода и его урезов.

Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:

- провести экспериментальные исследования с аналогами снюрреводов по определению гидродинамического коэффициента сопротивления cx и определения усилия в урезе T, и получение зависимости cx=f(Re, Fo, лг) и T=f(t, нв, q/d, S, Y, Rн, Rг);

- разработать алгоритм и метод расчета усилий в урезе снюрревода при его выборке якорным способом;

- разработать компьютерную программу для расчета усилий в урезе снюрревода при его выборке якорным способом.

Научная новизна:

- обоснованы критерии подобия при физическом моделировании процесса выборки снюрревода;

- впервые экспериментальным путем определен гидродинамический коэффициент сопротивления сетной части донного невода cx в зависимости от числа Рейнольдса Re, относительной площади Fo и безразмерного горизонтального раскрытия лг.

- впервые экспериментальным путем определено усилие в урезе T в зависимости от времени t, скорости выборки vв, отношения веса 1 м уреза в воде q к его диаметру d, длины уреза S, глубины лова Y, гидродинамическое сопротивление сетной части донного невода Rн и грунтодинамическое сопротивление оснастки нижней подборы сетной части невода Rг.

- разработан метод расчета усилий в урезе снюрревода при его выборке якорным способом.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в следующем:

- разработке экспериментальных установок для исследования силовых характеристик снюрревода;

- установлении новых зависимостей гидродинамического коэффициента сопротивления cx=f(Re, Fo) и коэффициент a0 , зависящий от отношения веса 1 м уреза в воде к его диаметру a0=f(q/d), полученных экспериментальным путем, которые буду применяться в алгоритме расчета усилий в урезе снюрревода при его выборке якорным способом;

- разработке алгоритма и метода расчета усилий в урезе снюрревода при его выборке якорным способом;

- разработке компьютерной программы расчета усилий в урезе снюрревода при его выборке якорным способом.

Реализация работы. Материалы диссертации используются в учебном процессе при изучении дисциплин: «Механика орудий рыболовства» и «Моделирование орудий и процессов рыболовства» в процессе подготовки бакалавров и магистров по направлению подготовки 111500 Промышленное рыболовство в ВУЗах Росрыболовства: ФГБОУ ВПО «КГТУ», ФГБОУ ВПО «КамчатГТУ», ФГБОУ ВПО «АГТУ» и ФГБОУ ВПО «Дальрыбвтуз». Полученные результаты исследований движения и выборки снюрревода при его выборке якорным способом могут быть использованы проектировщиками донных неводов.

Апробация работы. Результаты диссертации представлялись на конференциях: VI Международной научной конференции “Инновации в науке и образовании - 2008” (Калининград, 2008); 9th International workshop - Methods for the development and evaluation of maritime technologies DEMAT 2009 (Япония, 2009); Отраслевой студенческой научно-практической конференции ПОИСК-2009 (Владивосток, 2009); Международной научно-технической конференции “Наука и образование - 2009” (Мурманск, 2009); Студенческой научной конференции КГТУ / (Калининград, 2009); VII Международной научной конференции “Инновации в науке и образовании - 2009” (Калининград, 2009); VII Международной научной конференции “Инновации в науке и образовании - 2009”. Номинация “Участник молодежного научно-инновационного конкурса” У.М.Н.И.К. (Калининград, 2009); Межвузовской десятой научной конференции аспирантов, соискателей и докторантов “Научно - технические разработки в решении проблем рыбопромыслового флота и подготовки кадров” (Калининград, 2009); Международной научно-практической конференции, посвященной 85-летию со дня рождения заслуженного деятеля науки и техники Российской Федерации Фридмана Александра Львовича и 95-летия со дня основания кафедры Промышленного рыболовства (Калининград, 2010); VIII Международной научной конференции “Инновации в науке и образовании - 2010” (Калининград, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, из них 4 в ведущих периодических изданиях, определенных ВАК Минобрнауки России. Имеется свидетельство о регистрации компьютерной программы “Невод донный”.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка, одного приложения. Общий объем работы составляет 155 страниц машинописного текста, 71 рисунок, 23 таблицы. Список использованных источников состоит из 75 названий, из которых 7 принадлежат иностранным авторам.

Положения, выносимые автором на защиту:

Ш результаты физического эксперимента по определению гидродинамического коэффициента сопротивления сетной части снюрревода и полученную зависимость коэффициента сопротивления от числа Рейнольдса Re и сплошности Fo и безразмерного горизонтального раскрытия лг.

Ш результаты физического эксперимента по определению силы натяжения в урезах снюрревода и полученную зависимость усилий в урезе T от времени t, скорости выборки vв, отношения веса 1 метра уреза в воде q к его диаметру d, длины уреза S, глубины лова Y, гидродинамическое сопротивление сетной части донного невода Rн и грунтодинамическое сопротивление оснастки нижней подборы сетной части невода Rг.

Ш алгоритм и метод расчета силовых характеристик снюрревода при якорном способе его выборки;

Ш компьютерная программа по расчету силовых характеристик снюрревода при якорном способе его выборки.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

урез донный невод якорный

Во введении формулируется цель работы, обосновывается ее актуальность, намечаются задачи и пути их решения, а также определяются элементы новизны.

Первая глава - “Обзор исследований силовых и геометрических характеристик снюрревода в процессе выборки” носит реферативный характер. В ней проводится анализ исследований ученых, которые занимались до этого проблемами усилий в урезе донного невода при выборке. Это такие ученые, как Ф.И. Баранов, Н.А. Старовойтов, А.В. Лестев, В.А. Ионас, Е.В. Осипов, Г.С. Павлов, S. Inoue, S. Hiyama. Проведенный анализ показал, что предыдущие методы для расчета усилий в урезе не учитывали такие параметры, как глубина лова Y, диаметр уреза d, вес 1 м уреза в воде q, длина нижней подборы невода lн, площадь ниток снюрревода Fн, вес в воде сетной части донного невода Gн, сплошность сетной части снюрревода Fo, скорость выборки vв, диаметр нижней подборы снюрревода dнн и диаметр нити dн, что свидетельствует о приблизительных расчетах натяжения в урезе. Приведенные исследования авторов выше показали, что они не были основаны на физических экспериментах, что в свою очередь повлияло на результаты исследований и привело к недостаточному изучению вопроса.

Во второй главе - “Определение силовых характеристик сетной части снюрревода при выборке” проводятся исследования по определению силовых характеристик сетной части снюрревода при выборке урезов в гидроканале ОАО “МариНПО” с помощью созданных аналогов донных неводов.

Для проведения необходимых исследований требовалось создать аналоги сетных частей донных неводов (см. табл. 1), чьи характеристики подбирались с учетом натурных донных неводов (см. табл. 2). Фотографии аналогов представлены на рис. 1.

Таблица 1 - Характеристики физических аналогов сетной части донных неводов

№	Fн, м2	Fo	Gн, Н	dнн, мм	Q, Н	G, Н
1	0,13	0,24	1,3	4,0	2,7	4,0
2	0,064	0,11	0,63	3,0	0,37	1,0
3	0,021	0,058	0,2	2,0	0,3	0,5

Примечание: Q - плавучесть оснастки верхней подборы; G - вес в воде оснастки нижней подборы

Таблица 2 - Характеристики натурных донных неводов

Натурный донный невод (снюрревод)	Fн, м2	Fo	dн, мм	aн, мм
25,8/23,3	36,39	0,19	1,73	20,0
141/32	137,08	0,09	2,04	46,0
134/32	183,75	0,11	2,01	37,0
90/23,4	74,5	0,09	2,5	65

Примечание: aн - шаг ячеи сетной части снюрревода

Непосредственно перед началом работы в гидроканале сетные конструкции тщательно проверялись, измерительная аппаратура градуировалась.

Эксперименты проводились следующим способом. Сначала ножи ставились на нужном расстоянии, и аналог прогонялся на четырёх выбранных скоростях, затем ножи передвигались на следующее расстояние и так три раза. При каждом отдельном режиме работы аналога донного невода, т.е. различном значении скорости и расстоянии между крыльями, снималось 10 показаний с тензометрической станции, отражающих усилия на тензодатчике.



а) б)

в)

Рисунок 1 - Аналоги донных неводов, где а) аналог №1; б) аналог №2; в) аналог №3

Рисунок 2 - Испытания аналога №1 сетной части снюрревода в гидроканале ОАО «МариНПО»

В ходе экспериментов с аналогами сетных мешков обеспечивалась скорость потока в гидроканале, соответствующая числам Рейнольдса Re=(0,194,05)103 , что соответствует - момент движения снюрревода и - максимальное значение выборки. Угол атаки сетной части донного невода менялся положением ножей.

На основании проведенных экспериментов были построены зависимости: cx=f(Re, Fo, лг) (см. рис. 3), где лг=Lг/lв (Lг - расстояние между крыльями; lв - длина верхней подборы).

1) Fo=0,24: - лг = 0,33; ? - лг = 0,57; ? - лг = 0,72; _ - лг = 0,86; 2) Fo=0,11: ¦ - лг = 0,2; ¦ - лг = 0,3; ? - лг = 0,4; 3) Fo=0,058: - лг = 0,53; ? - лг = 0,75; ^ - лг = 0,95

Рисунок 3 - График зависимости cx=f(Re, Fo, лг)

На основании методики обработки экспериментальных данных была определена явная зависимость cx=f(Re, Fo):

. (1)

Ошибка аппроксимирующей зависимости (1) составляет не более 8%.

Таким образом, безразмерное горизонтальное раскрытие лг слабо влияет на значение cx, и тем самым, в расчетах им можно пренебречь.

Аппроксимирующая зависимость гидродинамического коэффициента сопротивления (1) справедлива в диапазонах характеристик: Re=(0,194,9)103 и Fo=0,0580,24.

В третьей главе - “Экспериментальное изучение механики донного невода якорным способом” приводится описание экспериментальных исследований механики снюрревода при его выборке якорным способом в бассейне ФГБОУ ВПО “КГТУ”.

В качестве объектов исследования выступали те же аналоги сетных частей донных неводов, что и в третьей главе.

При проведении экспериментов было задействовано следующее оборудование: двухбарабанная лебедка, тензометрическая станция MIC-200, тензодатчик, реостат, блок питания, секундомер, угломер и видеокамера.

При проведении экспериментов в опытовом бассейне имитировался лов донным неводом якорным способом, где замет производится по окружности. При замете урезы (виды урезов представлены в табл. 3) растаскивались по всей ширине опытового бассейна и на заданную длину (29м, 20м, 10м). Планирование экспериментов осуществлялось по схеме, изображенной на рис. 4.



Рисунок 4 - Схема планирования экспериментов

Таблицы 3 - Виды урезов, использованных в экспериментах

	Номер уреза
	1	2	3	4
Материал	Крученая капроновая веревка	Капрон со свинцовой распределенной нагрузкой	Стальной трос	Стальная цепь
Отношение q/d	3,86Н/м2	9,4Н/м2	32,3Н/м2	250,0Н/м2

Схема установки блока и тензодатчика приведена на рис. 5.



Рисунок 5 - Схема установки блока и тензодатчика

На рис. 5 изображено: 1 - барабан лебедки; 2 - блок; 3 - тензодатчик; T - натяжение в урезе (натяжение в набегающей ветви); Tc - натяжение в урезе (натяжение в сбегающей ветви); P - усилие, возникающее на блоке (показания тензодатчика); н - радиальная скорость вращения барабана; г2=800 - угол между вертикалью и направлением сбегающей ветви уреза.

При выборке урезов донного невода якорным методом, значение угла г1 изменяется в широких пределах, причем при начальной скорости выборки нв=0, угол г1, характеризует безразмерное отношение геометрических характеристик провисающей части урезов. При проведении экспериментов, значения углов г1 фиксировались с помощью угломера. Значения г1 в процессе выборки урезов и невода записывались на видеокамеру. В ходе проведения экспериментов были получены зависимости P=f(t, нв, q/d, S, Y, Rн, Rг), где, t - время выборки снюрревода; Rн. - гидродинамическое сопротивление сетной части донного невода, Rн.=cxснв2Fн/2.

Зависимость вида P=f(t, нв) для аналога снюрревода №2 (см. табл. 1) приведена на рис. 6.

Натяжение в урезе T (набегающей ветви) определили по формуле (2):

, (2)

где з=зс2 - кпд блока (зс=0,95 - кпд подшипника скольжения).

Рисунок 6 - Графики зависимости P=f(t, нв) при q/d = 3,86 Н/м2, S=29 м, Y=5 м, Fгн=0,6Н, Fн=0,064 м2) для аналога № 2

На основании экспериментальных данных определены безразмерные величины:

, (3)

, (4)

, (5)

где - безразмерное время выборки урезов; - безразмерная длина уреза; - безразмерная сила натяжения (усилия) в урезе во время его выборки.

На основании экспериментальных данных получена аппроксимирующая зависимость для максимальных значений безразмерной силы натяжения ч=чmax=1 в урезе снюрревода:

, (6)

где a0 - коэффициент, зависящий от отношения q/d.

Зависимость (6) справедлива при условии л5,8. Аппроксимирующая зависимость вида a0=f(q/d) может быть представлена в виде:

, (7)

где м2/Н.

Ошибка аппроксимации составляет не более 4,0%. Зависимость (7) справедлива в диапазоне 3,86q/d250Н/м2. Для диапазона л>5,8 необходимо воспользоваться вместо формулы (7) формулой (8):

. (8)

Зависимость вида ч=f(ф, л, q/d) для сбивки и выборки урезов может быть представлена в виде:

, (9)

для диапазонов: при сбивки и выборки урезов 0ф(чmax), при выборке урезов и невода с учетом гидродинамических сил ф(чmax)1,

, (10)

, (11)

, (12)

где cx90 - коэффициент сопротивление уреза; - провисающая часть уреза; fф - коэффициент трения тангенциальной составляющей силы трения трущейся части уреза; fn - коэффициент трения нормальной составляющей силы трения трущейся части уреза.

Следующим шагом являлось определение критериев подобия при моделировании явлений, происходящих процессов и общих законов движения в вязкой среде и по грунту. В основе этого метода заложена р - теорема. При выборке донного невода все процессы происходят во времени, а значит, его силовые параметры зависят от времени его выборки.

Для определения критериев подобия донного невода необходимо определить все величины, от которых зависит процесс движения урезов снюрревода. Геометрические характеристики - диаметр уреза dу и длина урезов S. Так как процесс динамический, вводятся характеристики времени выборки невода t и скорости движения невода v. Для учета изгибной жесткости, вводится характеризующий ее параметр EI. Так как при движении невода урезы совершают колебания, влияющие на сопротивление, в число параметров вводятся частота колебаний урезов f, а также амплитуда колебаний урезов А. Введем параметры силу сопротивления сетной части донного невода R и силу трения уреза Rf.

Затем необходимо ввести характеристики среды. Для этого введем следующие величины: х - коэффициент кинематической вязкости воды; фг - сопротивление грунта сдвигу; с - плотность воды; сгр - плотность грунта; уг - удельная нормальная нагрузка на грунт; Cw - связность (прочность) грунта.

Исходя из того, что физический процесс выборки донного невода состоит из гидродинамического и грунтодинамического составляющих, поэтому рассмотрим каждое составляющее отдельно:

Найдем критерии подобия для гидродинамического процесса с помощью метода нулевых размерностей:

, (13)

где F - площадь облова, p - давление воды.

Выпишем размерности физических величин: ; ; ; ; ; ; ; ; .

Учитывая размерности входящих в равенство величин, запишем (не включая в правую часть равенства размерности в нулевой степени):

(14)

Таким образом, имеем три уравнения с тремя неизвестными б1, б2, б3 (для первой группы параметров, для которых в качестве характерного линейного размера принят габаритный размер длины урезов S) или б1, б2, б4 (для второй группы параметров, для которых в качестве характерного линейного размера принят диаметр урезов dу). Каждому значению показателя степени бi (где i = 4, 5, …, 9 для первой группы параметров и i = 10, 11, 12, 13 для второй группы) последовательно присвоим значение 1, а всем остальным -?значение 0.

Таким образом, вместо связи между размерными величинами, определяющими процесс движения или форму рыболовного орудия, получена следующая связь между безразмерными комплексами, составленными из этих размерных величин, а также из безразмерных величин входящих в гидродинамический процесс выборки донного невода:

,

, (15)

.

2. Найдем критерии подобия для грунтодинамического процесса с помощью метода нулевых размерностей:

(16)

где m - масса уреза.

Выпишем размерности всех физических величин: ; ; ; ; ; ; ; ; .

Учитывая размерности входящих в равенство величин, запишем (не включая в правую часть равенства размерности в нулевой степени):

. (17)

Таким образом, вместо связи между размерными величинами, определяющими процесс движения или форму рыболовного орудия, получена следующая связь между безразмерными комплексами, составленными из этих размерных величин, а также из безразмерных величин входящих в грунтодинамический процесс выборки донного невода:

, (18)

.

Процесс изменения безразмерных силовых и геометрических характеристик во времени можно представить динамическим условием подобия процессов выведенным А.А. Недоступом (2009).

. (19)

При выполнении условия (18) получим масштабы моделирование динамического процесса выборки донного невода:

, (20)

, (21)

, (22)

где Cl - масштаб геометрических характеристик; Cr - масштаб сил; Cv - масштаб скорости; Ct - масштаб времени; Cщ - масштаб ускорения.

Для создания аналога был выбран натурный донный невода 25,8/23,3, по которому известны силовые параметры. Характеристики натурного донного невода и его аналога представлены в таблице 4. Дель для постройки аналога необходимо выбирать с условием равной сплошности: Fo=idem, т.е. ux=idem, uy=idem и d/a=idem. Таким образом, отношение средневзвешенного диаметра нитки дели аналога к средневзвешенному шагу ячеи должно быть равно такому же отношению у натурного донного невода. По характеристикам аналога натурного донного невода с учетом масштабов моделирования (Cl=0,5), полученных на основании критериев подобия (15) и (18) была изготовлена модель аналога натурного донного невода с характеристиками, приведенными в табл. 1.

Масштаб времени . Силовой масштаб . Масштаб скорости . Масштаб ускорения .

Таблица 4 - Характеристики аналога донного невода и его модели

№ п/п	Наименование характеристики	Аналог донного невода	Модель аналога донного невода
1	Площадь ниток	0,04	0,01
2	Сплошность	0,09	0,09
3	Средневзвешенный диаметр	1	1
4	Вес в воде 1-го метра уреза q, Н/м	0,11	0,078
5	Средневзвешенный шаг ячеи	26	26
6	Длина уреза	30	15
7	Плавучесть верхней подборы невода	2,7	0,955
8	Загрузка невода	4	1,414
9	Скорость выборки нв, м/с	1	1,18

Для проведения данного эксперимента нам предстояло собрать конструкцию для погружения модели аналога донного невода на необходимую глубину в бассейне. Фотографии данной установки перед постановкой и во время работы представлены на рис. 7 и 8.

Рисунок 7 - Установка для проведения эксперимента



Рисунок 8 - Установка во время проведения экспериментов

При проведении экспериментов в опытовом бассейне КГТУ с аналогом донного невода и его моделью были получены графики зависимости P=f(t) (см. рис. 5 и 9).

Рисунок 9 - Графики зависимостей P=f(t) аналога донного невода и его модели

После проведения экспериментов были определены масштабные эффекты динамического подобия процесса выборки снюрревода по формулам указанным в табл. 5

Таблица 5 - Определение масштабного эффекта

№	Вид масштабного эффекта	Формула	Значения масштабного эффекта
1	Масштабный эффект по времени		0,99 - 1,13
2	Масштабный эффект безразмерного раскрытия		0,99 - 1,13
3	Масштабный эффект по силе натяжения		0,85 - 1,06

Примечание: Mt - масштабный эффект времени протекания процесса выборки снюрревода; Mv - масштабный эффект по скорости выборки урезов снюрревода; Mr - масштабный эффект по силе натяжения в урезе на блоке; - безразмерное время аналога натурного невода и его модели; - безразмерная сила аналога натурного невода и его модели; - безразмерная длина аналога натурного невода и его модели.

В результате проведенных экспериментов по моделированию физических процессов при выборке донного невода якорным способом ошибка составила 15%.

В четвертой главе - “Метод расчета силовых характеристик снюрреводов” приводится описания алгоритма по расчету усилий в урезе снюрревода, а также приводятся примеры моделирования выборки донного невода якорным способом.

При создании алгоритма (см. рис. 10) входными параметрами послужили: вес 1 м уреза в воде q, диаметр уреза d, длина уреза S, глубина лова Y, скорость выборки vв, длина верхней подборы lн, диаметр нити dн ,сплошность Fo,площадь нити Fн, вес мешка в воде Gн, диаметр нижней подборы dнн, плотность воды с, кинематическая вязкость воды н.



Рисунок 10 - Алгоритм расчета силовых характеристик снюрревода



Рисунок 10 - Лист 3

С помощью вышеприведенного алгоритма поэтапно можно найти следующие параметры, указанные в табл. 6. Ограничения, накладываемые на алгоритм: 0,2?лг?0,95; 190Re; 1л5,8; 3,86Н/м2q/d250Н/м2; 0,058Fo0,24.

Таблица 6 - Выходные параметры алгоритма

№	Название параметра	Обозначение	Размерность
1	Время выборки снюрревода	tmax	с
2	Безразмерная длина уреза	л=S/Y	-
3	Число Рейнольдса для сетной части снюрревода	Reн	-
4	Число Рейнольдса для уреза	Reу	-
5	Коэффициент сопротивления сетной части снюрревода	cx	-
6	Коэффициент сопротивления уреза	cxг	-
7	Сопротивление сетной части снюрревода	Rн	Н
8	Натяжение в нижней точке провисающей части уреза	TIo	Н
9	Горизонтальная проекция провисающей части уреза	Lп	м
10	Длина провисающей части уреза	Sп	м
11	Коэффициент трения тангенциальной составляющей силы трения трущейся части уреза	fф	-
12	Коэффициент трения нормальной составляющей силы трения трущейся части уреза	fn	-
13	Коэффициент трения нижней подборы сетной части снюрревода	fн	-
Продолжение таблицы 6
№	Название параметра	Обозначение	Размерность
14	Параметр, характеризующий направление движения трущейся части уреза	о=fф/fn	-
15	Безразмерное время, при котором возникает максимальная сила натяжения в урезе Tmax	фчmax	-
16	Натяжение в урезе в месте соединения с клячевкой	TIIo	Н
17	Грунтодинамическое сопротивление нижней подборы снюрревода	Rг	Н
18	Коэффициент, учитывающий силу трения уреза о грунт водоема и силу гидродинамического сопротивления уреза	b	-
19	Максимальное натяжение в урезе (у судна)	Tmax	Н
20	Безразмерный вес в воде провисающей части уреза	д	-
21	Безразмерная результирующая сила, возникающая при выборке сетной части снюрревода	ж	-

В пятой главе - “Компьютерное моделирование процесса выборки урезов снюрреводов при якорном способе лова” приводится обоснование компьютерного моделирования и создания компьютерной программы “Невод донный” на базе полученного алгоритма (см. рис. 8). В данной программе входящие и получаемые параметры идентичны алгоритму.

Результат компьютерного моделирования представлен на рис. 11.

Рисунок 11 - Результат компьютерного моделирования

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что безразмерное горизонтальное раскрытие слабо влияет на значение гидродинамического коэффициента сопротивления сетной части донного невода. Аппроксимирующая зависимость вида справедлива в диапазонах характеристик: Re=(0,194,9)103 и Fo=0,0580,24. Ошибка аппроксимирующей зависимости составляет не более 8%.

2. Получена аппроксимирующая зависимость вида a0=f(q/d). Ошибка аппроксимации составляет не более 4,0%. И на основании полученных данных исследований разработан метод расчета сил натяжений в урезе при якорном способе выборки снюрревода.

3. Масштабные эффекты динамического подобия процесса выборки снюрревода (донного невода) при его выборки якорным способом в условиях эксперимента составили 15%.

4. На основании экспериментальных данных получен алгоритм расчета силовых характеристик снюрревода (сила натяжения T в урезе (на блоке у судна)) при выборке якорным способом. Ограничения, накладываемые на алгоритм: 0,2?лг?0,95; 190Re; 1л5,8; 3,86Н/м2q/d250Н/м2; 0,058Fo0,24.

5. Получены графики численного моделирования зависимости максимального натяжения Tmax от следующих параметров:

- отношения длины урезов к глубине л=3ч5;

- отношения веса уреза в воде к его диаметру q/d=122ч457Н/м2;

- сплошности Fo=0,080,32;

- скорости выборки vв=0,5ч1,5м/с.

6. На основе алгоритма по расчету натяжения в урезе донного невода была разработана в редакторе Lazarus компьютерная программа “Невод донный”, которая решает следующие задачи:

- автоматизированный расчет натяжения в урезе донного невода при его выборке якорным способом;

- выбор основных параметров конструкции снюрревода;

- выбор лебедки для выборки урезов снюрревода.

При компьютерной симуляции работы снюрревода возможно исследовать:

- влияние скорости выборки урезов снюрревода на натяжение в урезе;

- влияние длины уреза, веса его в воде и его диаметра уреза снюрревода на его натяжение при выборке;

- влияние конструктивных параметров снюрревода на натяжение в урезе при выборке.

Полученные результаты исследований движения и выборки снюрревода при его выборке якорным способом рекомендуется использовать при проектировании донных неводов, а именно для проектировки сетной части донного невода, расчеты характеристик урезов в зависимости от предполагаемого натяжения в них.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В ИЗДАНИЯХ, РЕКОМЕНДОВАННЫХ ВАК [1, 2, 3, 4] И ДРУГИХ РАБОТАХ

1. Недоступ А.А., Ацапкин Е.К., Белых А.В. Экспериментальные исследования гидродинамического коэффициента сопротивления сетной части снюрревода. Рыбное хозяйство. № 2. 2009. С. 72-73.

2. Недоступ А.А., Ацапкин Е.К., Белых А.В. Метод расчета силовых характеристик снюрревода при его выборке якорным способом. Рыбное хозяйство. № 3. 2009. С. 102-103.

3. Недоступ А.А., Белых А.В. Метод расчета натяжения урезов снюрревода при якорном способе лова. Известия ТИНРО. Владивосток, 2010. С. 389-406.

4. Недоступ А.А., Белых А.В. Компьютерная программа расчета силы натяжения в урезе во время выборки донного невода якорным способом. Рыбное хозяйство. № 1. 2011. С. 76-77.

5. Зарегистрирована компьютерная программа “Невод донный” под номером 2011613052 внесена в Реестр программ для ЭВМ от 18 апреля 2011 г.

6. Недоступ А.А., Ацапкин Е.К., Белых А.В., Акулов Д.А. Экспериментальные исследования гидродинамического коэффициента сопротивления сетной части донного невода // Сборник тезисов докладов VI Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2008» / КГТУ. 2008. С. 29-32.

7. Недоступ А.А., Ацапкин Е.К., Белых А.В., Колобова О.А. К методике расчета характеристик снюрревода // Материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2009» / МГТУ. Мурманск. 2009. С. 948-951.

8. Белых А.В., Колобова О.А. Экспериментальные исследования движения снюрревода при его выборке якорным способом // Материалы студенческой научной конференции КГТУ/ КГТУ. Калининград. 2009. С. 23-24.

9. Белых А.В. Экспериментальные исследования движения снюрревода при его выборке якорным способом// Материалы отраслевой студенческой научно-практической конференции ПОИСК-2009 / Дальрыбвтуз. Владивосток. Ч.1. 2009. С. 16-20.

10. Белых А.В. Математическое моделирование характеристик снюрревода// Межвузовская десятая научная конференция аспирантов, соискателей и докторантов 12-13 ноября 2009 г. / «Научно-технические разработки в решении проблем рыбопромыслового флота и подготовки кадров». БГАРФ. Калининград. 2010. С. 73-77.

11. Nedostup A.A., Belyh A.V. Method of calculation of force characteristics The Danish seine/ 9th International workshop - Contributions on the theory of fishing gears and related marine systems DEMAT 2009. V. 6. 2010. Japan. Nara. Kinki. PP. 283-293.

12. Белых А.В. Моделирование силовых характеристик снюрревода// Материалы VII Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2009» / КГТУ. 2009. С. 153-156.

13. Белых А.В. Моделирование характеристик снюрревода. Известия КГТУ. Калининград. № 17. 2010. С. 50-54.

14. Недоступ А.А., Белых А.В. Математическое моделирование процесса выборки снюрревода якорным способом // Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 85-летию со дня рождения Заслуженного деятеля науки и техники российской федерации Фридмана Александра Львовича и 95-летию со дня основания кафедры промышленного рыболовства. Под редакцией Недоступа А.А. Калининград. Издательство ФГОУ ВПО «КГТУ». 2010. С. 326-333.

15. Недоступ А.А., Белых А.В. Компьютерная программа по расчету силы натяжения в урезе во время выборки донного невода якорным способом// Сборник тезисов докладов VII Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2010» / КГТУ. Калининград. 2010. Ч.1. С. 226-228.

16. Недоступ А.А., Белых А.В. Физическое моделирование процесса выборки урезов донного невода якорным способом // Материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2011» / МГТУ. Мурманск. 2011. С. 1107-1113.

Размещено на Allbest.ru

...