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

1、隨著國內(nèi)有囊燈光圍網(wǎng)的不斷發(fā)展，漁船集魚燈功率配置的惡性競爭仍存在于實際生產(chǎn)中，尤其是近年來，有囊燈光圍網(wǎng)漁船的集魚燈總功率一再盲目增大，在相對擁擠的作業(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，這給集魚燈的合理利用帶來很大困難，研究和解決符合我國國內(nèi)有囊燈光圍網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r的優(yōu)化配置問題是擺在我們眼前緊迫而必要的任務(wù)。我國國內(nèi)集魚燈研究起步較晚，正在涉及此研究的相關(guān)公司和科研單位少，為滿足誘集效果最大化而又節(jié)省能源的需求，對

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)測量必備儀器，測深和測距方法等已經(jīng)得以解決時，集魚燈自身因素以及水下光場算法性已成為影響我們掌握水下照度分布的一個重要因素?；诖?，本文以浙江水產(chǎn)研究所有囊燈光圍網(wǎng)漁船集魚燈優(yōu)化配置的實際工程項目為研究背景，對水下目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的光場分布特性進(jìn)行系統(tǒng)、全面的理論和試驗研究。
　　本文介紹了有囊燈光圍網(wǎng)漁船集魚燈的研究背景和現(xiàn)狀，對有囊燈光圍網(wǎng)作業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、鮐魚趨光習(xí)性以及集魚燈特

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

4、體積等功能的實現(xiàn)，為評估漁船集魚燈水下照度分布以及集魚燈配置能力提供了有效的手段和依據(jù)。
　　針對外界測量環(huán)境內(nèi)對測量值的兩個主要影響因素引入誤差修正，對引入的邊界約束和測點偏差兩個測量值影響因素進(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，為縮小實際測試中邊界臨界值難以把握帶來的影響提供了依據(jù)，采用最值法或中位數(shù)法來修正臨界距離，通過合理的選取實現(xiàn)復(fù)雜海域環(huán)境的可度量化，減小由海流海浪

5、對目標(biāo)測量結(jié)果的影響。
　　基于水下照度計算疊加理論提出了有效誘集水體體積的評估算法方案，以及新的點光源照度分布模型，并結(jié)合實際作業(yè)漁船案例分析本文提出方法的科學(xué)性和有效性，最后將算法實際應(yīng)用到水下照度模擬系統(tǒng)中，實現(xiàn)精準(zhǔn)測算漁船周圍水下照度分布以及有效誘集范圍的能力預(yù)報。
　　對有囊燈光圍網(wǎng)漁船的集魚燈合理配置進(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燈時，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，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，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燈時，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）分析了國內(nèi)有囊燈光圍網(wǎng)漁船水下燈照度預(yù)測的研究現(xiàn)狀及存在

7、的困難和不足之處，并根據(jù)點光源疊加法提出新的有效誘集水體體積的評估及預(yù)測模型。
　　2）研究了不同集魚燈的配光特性，充分考慮到其光源各向異性的特點，結(jié)合點光源計算方法光場分布給出新的計算方案，這點與以往點光源法研究有所不同；推導(dǎo)了集魚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計算模型，并將光場計算模型應(yīng)用于實際案例的計算中。
　　3）自主開發(fā)具有針對性的有囊燈光圍網(wǎng)漁船照度分布分析軟件：集魚燈水下照度模擬及光場計算