有囊燈光圍網(wǎng)水上集魚(yú)燈水中照度分布及優(yōu)化配置研究.pdf

1、隨著國(guó)內(nèi)有囊燈光圍網(wǎng)的不斷發(fā)展，漁船集魚(yú)燈功率配置的惡性競(jìng)爭(zhēng)仍存在于實(shí)際生產(chǎn)中，尤其是近年來(lái)，有囊燈光圍網(wǎng)漁船的集魚(yú)燈總功率一再盲目增大，在相對(duì)擁擠的作業(yè)海域，漁船之間的燈光干擾也更加明顯，嚴(yán)重影響了作業(yè)效果，這給集魚(yú)燈的合理利用帶來(lái)很大困難，研究和解決符合我國(guó)國(guó)內(nèi)有囊燈光圍網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r的優(yōu)化配置問(wèn)題是擺在我們眼前緊迫而必要的任務(wù)。我國(guó)國(guó)內(nèi)集魚(yú)燈研究起步較晚，正在涉及此研究的相關(guān)公司和科研單位少，為滿(mǎn)足誘集效果最大化而又節(jié)省能源的需求，對(duì)

2、特定的環(huán)境以及海域進(jìn)行水下照度分布分析顯得尤為重要。當(dāng)測(cè)量必備儀器，測(cè)深和測(cè)距方法等已經(jīng)得以解決時(shí)，集魚(yú)燈自身因素以及水下光場(chǎng)算法性已成為影響我們掌握水下照度分布的一個(gè)重要因素。基于此，本文以浙江水產(chǎn)研究所有囊燈光圍網(wǎng)漁船集魚(yú)燈優(yōu)化配置的實(shí)際工程項(xiàng)目為研究背景，對(duì)水下目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的光場(chǎng)分布特性進(jìn)行系統(tǒng)、全面的理論和試驗(yàn)研究。
　　本文介紹了有囊燈光圍網(wǎng)漁船集魚(yú)燈的研究背景和現(xiàn)狀，對(duì)有囊燈光圍網(wǎng)作業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、鮐魚(yú)趨光習(xí)性以及集魚(yú)燈特

3、性幾個(gè)內(nèi)容的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了闡述。從實(shí)際漁船作業(yè)角度出發(fā)，研究了海水環(huán)境下目標(biāo)測(cè)量點(diǎn)的光線(xiàn)能量傳播特性，根據(jù)射線(xiàn)光學(xué)理論，推導(dǎo)了點(diǎn)光源在空氣和水下場(chǎng)的衰減數(shù)學(xué)表達(dá)式，對(duì)于折射點(diǎn)位置采用二分法對(duì)其進(jìn)行描述，建立了基于疊加法的矢量光場(chǎng)照度計(jì)算模型。
　　將光場(chǎng)計(jì)算模型應(yīng)用于自行開(kāi)發(fā)的集魚(yú)燈水下照度模擬及光場(chǎng)照度軟件中，為測(cè)試海域內(nèi)光場(chǎng)照度特性研究提供理論計(jì)算方法。實(shí)現(xiàn)對(duì)水下測(cè)量點(diǎn)的數(shù)值化計(jì)算，指定方向線(xiàn)上照度衰減特性研究以及有效誘集水體

4、體積等功能的實(shí)現(xiàn)，為評(píng)估漁船集魚(yú)燈水下照度分布以及集魚(yú)燈配置能力提供了有效的手段和依據(jù)。
　　針對(duì)外界測(cè)量環(huán)境內(nèi)對(duì)測(cè)量值的兩個(gè)主要影響因素引入誤差修正，對(duì)引入的邊界約束和測(cè)點(diǎn)偏差兩個(gè)測(cè)量值影響因素進(jìn)行分析，探討和研究提高光照分布模擬值精度的方法和相關(guān)技術(shù)，進(jìn)一步提高水下照度模擬的精度，為縮小實(shí)際測(cè)試中邊界臨界值難以把握帶來(lái)的影響提供了依據(jù)，采用最值法或中位數(shù)法來(lái)修正臨界距離，通過(guò)合理的選取實(shí)現(xiàn)復(fù)雜海域環(huán)境的可度量化，減小由海流海浪

5、對(duì)目標(biāo)測(cè)量結(jié)果的影響。
　　基于水下照度計(jì)算疊加理論提出了有效誘集水體體積的評(píng)估算法方案，以及新的點(diǎn)光源照度分布模型，并結(jié)合實(shí)際作業(yè)漁船案例分析本文提出方法的科學(xué)性和有效性，最后將算法實(shí)際應(yīng)用到水下照度模擬系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)算漁船周?chē)抡斩确植家约坝行дT集范圍的能力預(yù)報(bào)。
　　對(duì)有囊燈光圍網(wǎng)漁船的集魚(yú)燈合理配置進(jìn)行了研究。研究表明：當(dāng)漁船配置1kW型水上金屬鹵化物集魚(yú)燈時(shí)，其最佳燈高可選8.2m，燈距為0.75m，總功率配

6、置可選45kW；當(dāng)漁船配置2kW型水上金鹵燈時(shí)，其最佳燈高可選8.2m，燈距為0.75m，總功率配置可選84kW；當(dāng)漁船配置3kW型水上金鹵燈時(shí)，其最佳燈高可選8.2m，燈距為0.71m，總功率配置為141kW；當(dāng)漁船配置4kW型水上金屬鹵化物集魚(yú)燈時(shí)，其最佳燈高可選8.2m，燈距為0.71m，總功率配置為220kW。
　　本文從事的主要研究工作和創(chuàng)新之處有。
　　1）分析了國(guó)內(nèi)有囊燈光圍網(wǎng)漁船水下燈照度預(yù)測(cè)的研究現(xiàn)狀及存在

7、的困難和不足之處，并根據(jù)點(diǎn)光源疊加法提出新的有效誘集水體體積的評(píng)估及預(yù)測(cè)模型。
　　2）研究了不同集魚(yú)燈的配光特性，充分考慮到其光源各向異性的特點(diǎn)，結(jié)合點(diǎn)光源計(jì)算方法光場(chǎng)分布給出新的計(jì)算方案，這點(diǎn)與以往點(diǎn)光源法研究有所不同；推導(dǎo)了集魚(yú)燈光源到水下照度的數(shù)學(xué)表達(dá)式，建立了基于疊加法的光場(chǎng)計(jì)算模型，并將光場(chǎng)計(jì)算模型應(yīng)用于實(shí)際案例的計(jì)算中。
　　3）自主開(kāi)發(fā)具有針對(duì)性的有囊燈光圍網(wǎng)漁船照度分布分析軟件：集魚(yú)燈水下照度模擬及光場(chǎng)計(jì)算