SC／T 4011-1995 拖网模型水池试验方法.pdf

SC/T 40111995 1 主题内容与适用范围 SC/T 40111995 1 主题内容与适用范围 本标准规定了拖网在静水池中的模型试验方法。 本标准适用于在静水池中进行的双船拖网（不包括曳纲）和网板拖网（不包 括曳纲、网板）的模型试验。拖网全索具模型试验、桁拖网、张网的有关模型试 验可参照本标准的相应规定进行。 上述各类渔具在动水池中的模型试验可参照使 用本标准。 2 试验原理 2 试验原理 根据有关相似准则， 将实物渔具 （以下简称实物） 或其设计制成模型渔具 （以 下简称模型），在水池中进行模拟试验，检测模型的阻力、网口高度等参数，并 依据所采用准则换算成相应的实物参数。本标准采用渔具模型试验准则 1参见 附录 A（补充件）和渔具模型试验准则 2参见附录 B（补充件）。在试验 设备满足要求的条件下，应优先采用准则 1。同一模型的调整试验及不同模型之 间的对比试验应采用同一准则。 3 试验仪器设备 3 试验仪器设备 3.1 试验水池 池体主尺度应满足所进行模型试验的需要。池底水平度应在 30mm 以内，测 试段池底应设置坐标格，刻度分隔不大于 200mm。 3.2 拖车 拖车在测试段的匀速精度应满足式（1）的要求： Vmax-Vmin0.01m/s（1） 式中： Vmax 拖车在测试段的最大速度，m/s； Vmin 拖车在测试段的最小速度，m/s。 3.3 测力系统 3.3.1 测力传感器 所用测力传感器的直线性误差不大于满量程的 0.4。 3.3.2 牵引滑轮 拖曳杆牵引滑轮的张力传递率不得低于 95。 3.4 网口高度测量仪器 网口高度测量仪器不应对模型造成干扰，测量误差不大于25mm。 3.5 测速仪 速度为 0.5m/s，测速时间为 1s 时的测速精度不低于 1。 4 模型 4 模型 模型应符合所采用准则的规定。试验前对模型进行核查，并以该模型的最高 模拟速度进行试拖曳，对模型进行工作状态下的检查。 5 试验条件 5 试验条件 5.1 边界条件 5.1.1 试验过程中，模型的任何部分与池壁的距离不应小于 0.15m，与水面的距 离不应小于 0.30m。 5.1.2 试验过程中，中层拖网模型的任何部分与池底的距离不应小于 0.30m。 5.2 进行底层拖网模型试验时，除非实物相应部分结构特殊， 牵引滑轮的牵引 点离池底不得超过 50mm。 5.3 水池水质应保证能对模型进行较好的目视观察， 能分辨出模型前部的单个网 目。 6 试验方法 6 试验方法 6.1 模型的试验参数设定 6.1.1 水平扩张比 a.a. 拖网模型试验中，水平扩张比按式（2）计算： Ks=（l/s）（2） 式中：Ks 模型的水平扩张比； l 模型下纲两端的水平间距，m； s 模型的下纲长度，m。 b.b. 拖网的常规试验应在Ks为 0.35 至 0.45 之间进行。 c.c. l值应于试验前在相应于实物常用拖速的模型速度下设定。允许利用池 底坐标格目测标定。 d.d. Ks值标定完成后，应记录牵引杆间距。 e.e. 已知实物空纲端间距或网板间距时，允许不保持规定的Ks范围而根据此 间距设定牵引杆间距。 6.1.2 浮力 模型的实际浮力与其计算值之间允许有5的误差，其位置分配应与实物 相对应。试验报告中的实物浮力值应根据模型实际浮力推算。 6.1.3 沉降力 模型的沉降力位置分布应与实物相对应。 6.1.4 空纲和手纲长度 a.a. 模型空纲的理论长度与实际长度的相对偏差应控制在0.5 的范围 内。 b.b. 模型左右空纲、上下空纲的理论差值与实际差值之间的偏差应控制在 2.5mm 之内。 c.c. 手纲长度应遵守本条 a、b 的规定。 6.2 模型拖速 a.a. 根据所采用的相似准则计算模型拖速。 b.b. 一次模型试验应在 5 个或 5 个以上拖速下进行。其拖速区间相当于以实 物常用拖速为中心的上、下延伸区间。 c.c. 模型各拖速点的计算间隔量相当于实物速度 0.257m/s（0.5 节）或 0.129m/s（0.25 节）。 d.d. 模型实际拖速与计算拖速之间的偏差应小于计算拖速间隔量的25。 6.3 数据采样 6.3.1 采样时间 在网口高度稳定至少 2s 后采集速度、阻力、网口高度数据。 6.3.2 阻力测量 a.a. 模型阻力用牵引索张力之和表示。 b.b. 两牵引索张力之差不得大于模型阻力的 20。 6.3.3 网口高度测量 允许在同一采样段内先后测量上下纲的相对高度求得网口高度。 6.3.4 速度测量 在采样段测量拖车 3s 内的平均车速，以此作为模型速度。 6.3.5 模型网袖端水平扩张测量 a.a. 在相当于实物常用拖速的模型速度下测量模型网袖端最大水平间距，并 将它作为模型在所有试验速度下的袖端间距。 b.b. 允许籍池底坐标格目测模型的袖端间距。 6.3.6 在一个拖速下，速度、阻力、网口高度三个数据中任何一个采样失败，另 外二个数据无效。 7 试验实测数据的处理与实物参数计算 7 试验实测数据的处理与实物参数计算 7.1 数据回归处理 将所测得的模型速度、阻力、网口高度数据回归为函数式（3）及式（4） ： （3） （4） 式中：Fzmj 模型的计算阻力，N； Hmj 模型的计算网口高度，m； Vm 模型速度，m/s； Kzm 模型阻力函数的系数； n1 模型阻力函数的幂指数； Khm 模型网口高度函数的系数； n2 模型网口高度函数的幂指数。 n1、Kzm、n2、Khm按式（5）、（6）、（7）、（8）计算： （5） （6） （7） （8） 式中：N 模型的试验速度个数； Vm 模型的实测速度，m/s； Fzm 模型的实测阻力，N； Hm 模型的实测网口高度，m。 7.2 测试数据的可靠性检验 7.2.1 用模型速度、阻力、网口高度实测值与函数式（3）、（4） 的相关系数 对测试数据进行可靠性检验。相关系数用式（9）和（10）进行计算： （9） （10） 式中：rf 模型速度、阻力实测数据与回归函数的相关系数； rh 模型速度、网口高度实测数据与回归函数的相关系数； N 模型试验速度个数； Vm 模型的实测速度，m/s； Fzm 模型的实测阻力，N； Hm 模型的实测网口高度，m。 7.2.2 当rf0.95、rh0.9 时，模型实测速度、阻力、网口高数据被认可。否 则，应对设备、仪器、模型进行检查，排除可能引起误差的因素后在所有试验速 度上重新进行试验。 7.2.3 若连续试验三次仍不满足 7.2.2 条所规定条件，应停止试验，将三次试验 测得的全部速度、阻力、网口高度数据作为一组数据，用式（5）、 （6）、 （7）、 （ 8）进行回归，并用式（9）、（10）计算相关系数。在试验报告中应对此作 出说明。 7.3 计算实物的速度-阻力函数和速度-网口高度函数。 7.3.1 采用准则 1 时，按式（11）、（12）分别计算实物以 kN 及 tf 为单位的阻 力函数，按式（13）计算实物的网口高度函数： （11） （12） （13） 式中：Fzsj 实物的计算阻力，kN； Fzsj 实物计算阻力，tf； Hsj 实物计算网口高度，m； Vs 实物速度，kn； 模型的大尺度比； 模型的小尺度比； Kzm 模型阻力回归函数的系数，由式（6）计算； n1 模型的阻力回归函数的幂指数，由式（5）计算； Khm 模型的网口高度回归函数的系数，由式（8）计算； n2 模型的网口高度回归函数的幂指数，由式（7）计算。 7.3.2 采用准则 2 时，按式（14）和（15）分别计算实物以 kN 及 tf 为单位 的阻力函数，按式（16）计算实物的网口高度函数，公式各符号的意义、单位同 式（11）、（12）、 （13）。 （14） （15） （16） 7.4 计算实物参数 7.4.1 根据所采用准则，用实物阻力、网口高度回归函数计算实物在各设定速度 下的阻力、网口高度。 7.4.2 根据所采用准则，用附录 A（补充件）或附录 B（补充件）所规定的方法， 计算实物的袖端水平扩张、空纲端间距或网板间距。 7.4.3 计算实物在各设定拖速下的垂直扩张系数： Ch=（Hsj/Cwo）100（17） 式中：Ch 实物在某设定拖速下的垂直扩张系数，； Hsj 实物在该速度下的计算网口高度，m； Cwo 实物网口拉紧周长，m。 7.4.4 计算实物在各设定拖速下的能耗系数： Ce=Fsj3.472/HsjLxs（18） 式中：Ce 实物在某个设定拖速下的能耗系数，kWh/104m3； Fsj 实物在该拖速下的计算阻力，kN； Hsj 实物在该拖速下的计算网口高度，m； Lxs 实物的袖端水平扩张，m。 7.4.5 计算实物在各设定拖速下的功率消耗： Psj=FsjVs（19） 式中：Psj 实物在某个设定拖速下的消耗功率，kW； Fsj 实物在该拖速下的计算阻力，kN； Vs 实物拖速，m/s。 8 试验结果 8 试验结果 试验结果包括： a.a. 模型的试验速度、阻力、网口高度实测值； b.b. 模型的阻力-速度、网口高度-速度函数和相应的相关系数； c.c. 实物的阻力-速度、网口高度-速度函数； d.d. 实物在各设定拖速下的阻力、网口高度、垂直扩张系数、能耗系数、 消 耗功率。 9 试验报告 9 试验报告 9.1 试验报告内容应包括： a.a. 送试单位、试验水池名称、试验日期、报告完成日期； b.b. 试验代号，每一速度组试验应单独编号； c.c. 水池主尺度、主要测试仪器的精度； d.d. 试验当天的池水温度； e.e. 实物渔具规格； f.f. 试验所采用的准则、模型的大尺度比、小尺度比； g.g. 模型试验设定参数的实物换算值； h.h. 第 8 章中所列出的试验结果以及对模型目视观察的简要描述。 9.2 试验报告中各参数的单位、数值精度： a.a. 温度，读数精确到 0.1； b.b. 实物空纲、手纲、叉纲长度，m，4 位有效数字； c.c. 实物其他线性尺度，m，3 位有效数字； d.d. 模型速度，m/s，4 位有效数字； e.e. 实物速度，kn，3 位有效数字； f.f. 模型阻力，N，3 位有效数字； g.g. 实物阻力，kN（tf） 1），3 位有效数字； h.h. 垂直扩张系数，3 位有效数字； i.i. 能耗系数，kWh/10 4m3，3 位有效数字； j.j. 回归函数的数值部分，3 位有效数字； k.k. 实物消耗功率，kW，3 位有效数字。 注：1）表示分别以 kN 及 tf 为单位表示。 附 录 A 渔具模型试验准则 1 附 录 A 渔具模型试验准则 1 （补充件） A1 本准则以田内准则为基础，对田内准则的个别规定进行了修正。 A2 关于模型的基本规定 A2.1 模型的网线材料应与实物相同。 A2.2 模型的所有外形线尺度应与实物保持同一尺度比： Lm/Ls=1/（A1） 式中：Lm 模型的任何一个外形线尺度，m； Ls 实物的相应外形线尺度，m； 模型的大尺度比。 A2.3 模型各部位网片的d/a值应与实物相应部位网片的d/a值相同： dmn/amn=dsn/asn（A2） 式中：dmn 模型某一部位网片的网线直径，mm； amn 模型某一部位网片的目脚长度，mm； dsn 实物相应部位网片的网线直径，mm； asn 实物相应部位网片的目脚长度，mm。 式（A2）可演变为： dmn/dmn=asn/asn=1/n（A3） 式中：n模型某一部位网片的小尺度比。 允许模型各部位网片的小尺度比 n不一致。 A2.4 模型平均小尺度比等于各部位小尺度比以该部位网片的线面积为权值的加 权平均值： =（Sxnn）/Sxn（A4） 式中： 模型的平均小尺度比； n 模型某部位的小尺度比； Sxn 模型（或实物）某部位的线面积，m2。 A2.5 模型纲索长度和直径应符合式（A5）的要求： Lgm/Lgs=dgm/dgs=1/（A5） 式中：Lgm 模型纲索的长度，m； Lgs 实物纲索的长度，m； dgm 模型纲索的直径，mm； dgs 实物纲索的直径，mm； 模型的大尺度比。 A2.6 模型纲索与网片装配的缩结系数应与实物相应部位的缩结系数相同。 A2.7 模型速度与实物速度关系应符合： （A6） 式中：Vm 模型速度，m/s； Vs 实物速度，m/s； 模型的平均小尺度比。 A2.8 模型的浮沉力（包括纲索和其他属具的水中重量或浮力）应符合： （A7） 式中：Ffm 模型浮力，N； Ffs 实物的浮力，N； Fqm 模型的沉降力，N； Fqs 实物沉降力，N。 A2.9 模型浮沉力的相对位置分布应与实物相同。 A3 模型其他参数计算方法应由 A2 条中的公式导出。 A4 根据模型试验的结果计算实物参数。 A4.1 实物的所有作用力（不包括单根网线的张力）均可根据式（A8）计算： （A8） 式中：Fs 实物的某个力参数，N； Fm 所测得的相应模型力参数，N； 模型大尺度比； 模型的平均小尺度比。 A4.2 实物所有工作状态下外形尺度参数 （包括网口高度、 各部位的水平扩张等） 均可根据式（A9）计算： Ls=Lm（A9） 式中：Ls 实物在工作状态下的某个外形尺度参数，m； Lm 模型在相应状态下的对应尺度参数，m； 模型的大尺度比。 A5 模型的网囊部分允许在下述两方面不遵守 A2 条的有关规定： a.a. 网囊的线径与目脚长度之比可以与实物不一致。 b.b. 网囊的网线材料可以与实物不一致。 附 录 B 渔具模型试验准则 2 附 录 B 渔具模型试验准则 2 （补充件） B1 本准则为稍加简化的狄克逊准则。 B2 关于模型的基本规定 B2.1 模型的网线材料应与实物相同。 B2.2 模型的所有外形线尺度应与实际保持同一尺度比： Lm/Ls=1/（B1） 式中：Lm 模型任何一个外形线尺度，m； Ls 实物的相应外形线尺度，m； 模型的大尺度比。 B2.3 模型各部位网片的d/a值应与实物相应部位网片的d/a值相同： dmn/amn=dsn/asn（B2） 式中：dmn 模型某一部位网片的网线直径，mm； amn 模型某一部位网片的目脚长度，mm； dsn 实物相应部位网片的网线直径，mm； asn 实物相应部位网片的目脚长度，mm。 B2.4 模型的纲索长度和直径应符合（B3）式的要求： Lgm/Lgs=dgm/dgs=1/（B3） 式中：Lgm 模型纲索长度，m； Lgs 实物纲索长度，m； dgm 模型纲索直径，mm； dgs 实物纲索直径，mm； 模型的大尺度比。 B2.5 模型网片与纲索装配的缩结系数应与实物相应部位的缩结系数相同。 B2.6 模型速度与实物速度的关系应符合： （B4） 式中：Vm 模型速度，m/s； Vs 实物速度，m/s； 实物的大尺度比。 B2.7 模型的浮沉力（包括纲索和其他属具的水中重量或浮力）应符合： （B5） 式中：Ffm 模型的浮力，N； Ffs 实物的浮力，N； Fqm 模型的沉降力，N； Fqs 实物的沉降力，N。 B2.8 模型的浮沉力相对位置分布应与实物相同。 B3 模型其他参数计算方法应由 B2 条中的公式导出 B4 根据模型试验的结果计算实物参数 B4.1 实物的所有作用力（不包括单根网线的张力）均可根据式（B6）计算： （B6） 式中：Fs 实物的某个力参数，N； Fm 所测得的相应模型力参数，N； 模型的大尺度比。 B4.2 实物在工作状态下的所有外形尺度参数（包括网口高度、 各部位的水平扩 张等）均可根据式（B7）计算： Ls=Lm（B7） 式中：Ls 实物在工作状态下的某个外形尺度参数，m； Lm 模型在相应状态下的对应外形尺度参数，m； 模型的大尺度比。 B5 模型的网囊部分允许在下述两方面不遵守 B2 条的有关规定： a.a. 网囊的线径与目脚长度之比可以与实物不一致。 b.b. 网囊的网线材料可以与实物不一致。