WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

где – угол между осью и вектором скорости течения ; – скорость изменения угла ; – проекции гидродинамической силы каната на оси поточной системы координат, приходящиеся на единицу его длины. - гидродинамические коэффициенты сил сопротивления, подъемной (заглубляющей) и боковой зависят от материала каната, угла атаки, числа Рейнольдса, относительного удлинения каната.

Система уравнений (1) – это математическая модель голого каната в потоке. При расчете характеристик хребтин ярусов необходимо учитывать действие крючковых поводцов на хребтину. Этот учет может осуществляться двояко. В первой методике действие поводцов на хребтину заменяется сосредоточенными силами (натяжениями поводцов), приложенными в точках крепления поводцов к хребтине; во второй методике действие поводцов на хребтину заменяется равномерно распределенной по длине хребтины нагрузкой.

В разделе 4.3.2 выполнено исследование формы и натяжения хребтины с учетом улова. Характеристики хребтины яруса с учетом улова следует рассчитывать по первой методике. Распределение улова по крючкам осуществляется случайным образом с учетом коэффициента уловистости на ярус в районе лова.

Для моделирования хребтины яруса с учетом течений необходимо знать начальные данные в узлах крепления поводцов к хребтине, которые получаются из условия их равновесия:

; ; (2)

В разделе 4.4 разработана общая трехмерная математическая модель хребтин ярусов, устанавливаемых при выметке их под углом к течению, когда угол меняется, а силы от натяжения поводцов распределены равномерно по длине хребтины.

Разработанная система является общей математической моделью хребтины яруса в потоке. Она позволяет определять форму, натяжение и сопротивление хребтин различных типов ярусов, когда усилия от натяжения поводцов равномерно распределяются по длине хребтины. В ММ при определении гидродинамических коэффициентов следует учитывать зависимость от числа Рейнольдса.

В работе исследованы два типа ярусов: придонные – с промежуточным буем посередине каждого участка, и пелагические – с буями по концам участка.

В первом типе ярусов каждый участок состоит из двух секций: и. Расчет характеристик хребтин придонного яруса в потоке с буем посередине сводится к решению следующих краевых задач для разработанных систем:

Первая секция участка яруса

при :

(3)

при :

Вторая секция участка яруса

при :

(4)

при :

Краевые задачи (3-4) для разработанной системы (без улова) решается путем вариации начальных данных в начале участка – точке А1:

;

; (5)

;

;

где, натяжение хребтины в точке А1 и его проекция на ось х; – угол атаки хребтины в точке ; – угол крена плоскости потока хребтины в точке ; – проекции на ось x силы сопротивления буя, хребтины, поводцов и наживки с крючком;, – проекции на оси x и z натяжения хребтины в точке в покоящейся жидкости (при );,– длина одной секции хребтины и стрелка прогиба хребтины на участке; – проекция на ось z веса в воде 1 м хребтины с вооружением и наживкой; – проекция на ось z веса в воде одной секции яруса с вооружением и наживкой; =/ – параметр хребтины; – коэффициент запаса плавучести буя; – коэффициент веса буя в воде; – масса буя; – проекция на ось z подъемной силы буя.

Выполнение краевых условий (4) для разработанной системы осуществляется путем вариации углов. Характеристики хребтины в конце первой секции (в точке В1) получаются численным решением методом Рунге-Кутта системы (1). Они используются для нахождения начальных данных для второй секции хребтины. Начальные данные для хребтины второй секции яруса находим из условий равновесия узла :

;

; (5)

.

Решение краевой задачи (4) для системы (1) с уловом включает две фазы:

  • моделирование отрезка хребтины до узла крепления поводца;
  • определение начальных данных для расчетов последующего отрезка хребтины с учетом действия нагруженного поводца.

Моделирование отрезка хребтины, до узла крепления поводца к хребтине, осуществляется решением задачи Коши для системы (1) путем вариации начальных данных в начале участка – точке А1: без учета действия поводцов. В первом приближении углы берутся равными:

, ;.

При нахождения начальных данных для расчетов следующего отрезка хребтины необходимо определить натяжение, углы атаки и крена поводцов, как с уловом, так и без улова, а затем методом Рунге-Кутта рассчитывать следующий отрезок хребтины. В работе приведена методика моделирования придонных ярусов, как с уловом, так и без улова. На рис.1 приведены проекции хребтины на плоскость xz при скорости течения: V=0.2 м/с, а) без улова; б) с уловом.

а)

б)

Рис. 1. Проекция хребтины на плоскость xz при скорости течения:

V=0.2 м/с, а) без улова б) с уловом

В разделе 4.5 разработана методика моделирования пелагических ярусов. Один участок пелагического яруса, состоящий из одной секции с промежуточными буями по концам, показан на рис. 2.

Рис. 2. Ярус при наличии течений

Полное решение задачи расчета характеристик пелагического яруса сводится к расчету характеристик первого и последующих участков хребтин яруса.

Расчет характеристик хребтины первого участка пелагического яруса в потоке включает решение следующих краевых задач для систем (1), (3):

Левый

Якорный линь

:

(6)

:

Буйлинь

:

(7)

Первый участок яруса

:

(8)

:

Второй участок яруса

:

:

i-й участок яруса

:

:

Правый

якорный линь

:

:

При расчете хребтины первого участка яруса необходимо выполнить условия стыковки трех элементов яруса: якорного линя, буйлиня и первого участка хребтины яруса, имеющие вид:

(9)

,

где ; ; – проекции на оси x, y, z натяжения хребтины в точке ; – натяжения якорного линя и буйлиня в точке B ; – уг-

лы атаки и крена плоскости потока якорного линя и буйлиня в точке B; – соответственно глубина моря, высота якорного линя, высота буйлиня, глубина верхней и нижней кромки стаи рыбы.

Начальные данные,, для решения разработанных систем зависят от величины погружения текущего промежуточного буя. Выполнение краевых условий (6) для разработанных систем осуществляется вариацией глубины погружения буя.

Кроме этого при расчете разработанных систем необходимо учитывать наличие особой точки. Особая точка – это точка, в которой хребтина располагается по касательной к горизонту (в этой точке близко к 360°). В особой точке:

(10)

Из этого уравнения следует, что в особой точке выполняются условия:

  • плоская хребтина (лежит в плоскости xz): ;
  • пространственная хребтина:. (11)

При наличии особой точке хребтину следует представить в виде двух ветвей и стыковать решение каждой из веток, используя условия (11).

Характеристики буйлиня и якорного линя в точке В получаются путем решения задачи Коши для дифференциальных уравнений их равновесия. Начальные данные для буйлиня при этом определяются в зависимости от величины погружения буя.

Расчет характеристик хребтин последующих участков пелагического яруса в потоке осуществляется аналогично расчету хребтины первого участка, но уравнение стыковки использует вместо характеристик якорного линя характеристики хребтины предыдущего участка.

В этой главе изложена методика расчета промысловых характеристик хребтины, когда крючки находятся в слое рыбы. Стрелка прогиба хребтины должна быть выбрана так, чтобы высота слоя воды, в которой находятся крючки, была бы меньше высоты слоя рыбы, т.е.

Высота буйрепа выбирается из условия:.

Методика расчета массы левых и правых якорей приведена в разделе 4.6.

В разделе 4.7 приведена краевая задача и методика моделирования стримеров, которые используются для отпугивания птиц при постановке яруса.

В пятой главе приведен анализ существующих автоматизированных ярусных систем. Так как компьютерная программа является инструментом технического анализа, то здесь систематизированы основные требования, предъявляемые к специализированным компьютерным программам, и приведена структура основных функциональных блоков специализированных программ технического анализа.

Особое внимание в этой главе акцентировалось на разработке программного обеспечения для моделирования ярусных рыболовных систем для создания АСУ, а в перспективе автоматизированной системы лова.

В диссертационной работе разработан специальный прикладной программный комплекс для моделирования хребтин ярусных порядков в покоящейся жидкости, который включает программы моделирования: якорных линей; хребтин с промежуточным буем посередине; хребтин с буями по концам участка.

Также разработан специальный прикладной программный комплекс LongLineProgram для моделирования ярусных порядков при наличии течений, который включает программы моделирования следующих подсистем: якорь-якорный линь; буй-буйлинь; наживка-крючок-поводец; хребтина-поводцы; якорный линь-буйлинь-хребтина.

В шестой главе изложены результаты аналитического исследования ярусов. В первом параграфе выполнено моделирование различными методами крючкового поводца придонного яруса длиной 0,35 м при различных скоростях течения. При испытаниях системы «наживка-крючок-поводец» в аэродинамической трубе НБАМР скорость воздуха была постоянной и составляла 18,8 м/с при плотности воздуха и температуре 220 С. Из равенства чисел Рейнольдса воздуха и воды () следует, что это соответствует скорости воды 1,2 м/с (рис.3).

Рис. 3, а..Проекция крючкового поводца на плоскость xz при скорости течения v=1,2 м/с, полученная численным моделированием: 1- поводец; 2- хорда поводца

Рис. 3, б. Фото системы «наживка-крючок-поводец» в аэродинамической трубе НБАМР при скорости воздуха V=18,8 м/с: 1 поводец; 2 хорда поводца; 3- крючок; 4- наживка

Во втором параграфе изложены результаты компьютерного моделирования хребтин придонных ярусов как без улова, так и с уловом рис. 4.

а)

б)

в)


Рис. 4. Проекции хребтины из полиамида с буем посередине

на плоскости: а)- хz б) - (yz), в)- (xy) при скорости течения 0,5 м/с

Предложенная модель придонного яруса позволяет рассчитывать характеристики хребтины из любых материалов как легче, так и тяжелее воды.

Результаты моделирования показывают, что при некоторой скорости течения хребтина яруса ложится на грунт и придонный ярус работает, как донный. Таким образом, с увеличением скорости течения требуется увеличивать подъемную силу промежуточных буев для обеспечения равновесия хребтины в потоке.

В работе приводятся математические модели позволяющие находить массы промежуточных грузов, крепящихся к хребтине, из условий, чтобы не происходило их отрыва от грунта и скольжения по грунту.

Рис. 5. Зависимости массы грузов для вооружения горизонтальных придонных ярусов от скорости течения.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»