Совершенствование метода расчета гидродинамического сопротивления плоской рыболовной сети при поперечном обтекании тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.17, кандидат наук Бояринова, Наталья Алексеевна

• Бояринова, Наталья Алексеевна
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Бояринова, Наталья Алексеевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЛОСКОЙ РЫБОЛОВНОЙ СЕТИ ПРИ УСТАНОВИВШЕМСЯ ДВИЖЕНИИ

1.1 Экспериментальные методы определения силы лобового гидродинамического сопротивления плоских сетей

1.2 Эмпирические формулы для расчета силы лобового гидродинамического сопротивления сетного полотна и их эволюция

1.3 Анализ скоростей течений в прибрежной зоне морей и рек некоторых рыбопромышленных районов Российской Федерации

1.4 Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛНИЯ

2.1 Описание экспериментальной установки и выявление ее возможностей

2.2 Разработка методики эксперимента для определения гидродинамического коэффициента сопротивления

2.2.1 Экспериментальная оценка величины разгонного участка

2.2.2 Оценка влияния ограниченных размеров резервуара на величины гидродинамических коэффициенто

Выводы к главе 2

ГЛАВА 3 МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТА ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЛОСКОЙ

РЫБОЛОВНОЙ СЕТИ ПРИ ПОПЕРЕЧНОМ ОБТЕКАНИИ

3.1 Расчет силы гидродинамического сопротивления плоской сети по

экспериментальным данным

3.2 Расчет коэффициента гидродинамического сопротивления сетного полотна при поперечном обтекании по

экспериментальным данным

3.3 Оценка точности измеренных и вычисленных величин при определении коэффициентов гидродинамического сопротивления

Сх

3.4 Применение методики сглаживания и осреднения реализаций случайной функции для получения коэффициента гидродинамического сопротивления Сх по опытным данным других исследователей в переходной области сопротивления

Выводы к главе 3

ГЛАВА 4 ПОЛУЭМПИРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ПЛОСКОЙ РЫБОЛОВНОЙ СЕТИ ПРИ ПОПЕРЕЧНОМ ОБТЕКАНИИ

4.1 Математическая модель сопротивления для плоской сети в переходной области сопротивления и ее левая граница

4.2 Правая граница переходной области сопротивления и анализ зависимостей для коэффициента гидродинамического сопротивления Сх в автомодельной области

4.3 Алгоритм расчета коэффициента Сх для плоской сети во всем диапазоне чисел Рейнольдса

4.4 Сравнение стандартной кривой сопротивления сетного полотна с формулами других авторов

Выводы к главе 4

ГЛАВА 5 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЛГОРИТМА И

ПОЛУЭМПИРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОБОВОЙ

СИЛЫ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ СЕТНОГО

ПОЛОТНА ПРИ ПОПЕРЕЧНОМ ОБТЕКАНИИ

5.1 Блок-схема расчета лобовой силы гидродинамического

сопротивления плоской сети при поперечном обтекании

5.2 Практическое использование полуэмпирической модели и алгоритма для определения лобовой силы гидродинамического сопротивления полотна ставной сети

5.3 Особенности расчета гидродинамического сопротивления рыболовной сети в разных районах промысла

Выводы к главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Первичная экспериментальная информация по

поперечному обтеканию плоских сетей (рамка № 1)

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Первичная экспериментальная информация по

поперечному обтеканию плоских сетей (рамка № 2)

ПРИЛОЖЕНИЕ В Значения коэффициентов Сх по экспериментам

Yoshio Miyazaki в автомодельной области сопротивления

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Акт внедрения результатов работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование метода расчета гидродинамического сопротивления плоской рыболовной сети при поперечном обтекании»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность избранной темы. Коэффициент гидродинамического сопротивления зависит от многих факторов объекта исследования, к которым для сетного полотна относят число Рейнольдса, коэффициенты посадки сетного полотна, относительную площадь сети, размер ячеи, диаметр нитки, вид материала и т.д. [30, 33, 35, 66, 67]. Такая многофакторная зависимость привела к тому, что коэффициент гидродинамического сопротивления определяли и до сих пор определяют экспериментальными методами. Наиболее исследованной к настоящему времени оказалась автомодельная область сопротивления, в которой коэффициент лобового сопротивления не зависит от числа Рейнольдса; наименее исследованной - переходная область сопротивления при числах Рейнольдса менее 150 [72, 74, 86].

Каждое экспериментальное исследование завершается, как правило, выводом эмпирической формулы для определения коэффициента гидродинамического сопротивления. Такой интерес именно к коэффициенту лобового сопротивления объясняется тем, что в долях от него в механике орудий лова определяют коэффициент подъемной силы сетного полотна, коэффициент силы гидродинамического сопротивления, направленной под углом менее 90° к плоскости сети. Эмпирических формул для коэффициента получено довольно много, но нет однозначности в их значениях, как показал анализ многочисленных результатов исследований, выполненный A.JI. Фридманом и Ю.А. Даниловым [33, 84, 85, 86] на кафедре промышленного рыболовства КТИРПХ.

Коэффициент гидродинамического сопротивления плоских рыболовных сетей в механике орудий лова является одним из основных параметров, который входит в эмпирические зависимости для определения силы сопротивления сетного полотна, имеющего различные геометрические формы и расположенного под произвольным углом к набегающему потоку воды. Экспериментальные исследования для уточнения и получения новых значений коэффициента в переходной области сопротивления не потеряли актуальности. Эксплуатация

различных орудий рыболовства происходит в широком диапазоне чисел Рей-нольдса от линейной зоны сопротивления до автомодельной, поэтому назрела необходимость провести анализ уже имеющихся формул для уточнения их использования по критерию Рейнольдса.

Степень разработанности темы. Большая часть орудий лова представляет собой сетные конструкции. В их числе тралы, кошельковые невода, дрифтерные сети, ставные невода и другие. Сетные полотна обладают рядом особенностей: их поверхность имеет сложную шероховатую структуру; отсутствует сплошность поверхности; от сплошных гибких оболочек отличаются своей анизотропностью: усилия, возникающие в сетном полотне под действием внешних нагрузок, зависят от посадочных коэффициентов сети и различны в разных направлениях. Эти особенности рыболовных орудий дают основание выделить их в особый класс инженерных сооружений [27, 29, 30, 44, 72, 74, 86].

Гидромеханика рыболовных орудий - одно из важных научных направлений в науке о промышленном рыболовстве. В нашей стране основоположником механики орудий лова по праву считают проф. Ф.И. Баранова [2]. Исследования в этой области позволили разрабатывать методы определения нагрузок для орудий лова. Например, расчет ставного невода с жестким каркасом на штормоустойчивость выполняют с учетом сил гидродинамического сопротивления частей невода штормовому течению и волнению. В результате определяют толщину и глубину забивки свай, расстояния между ними, необходимую прочность центрального троса и оттяжек. Номинальная мощность промыслового судна или промысловых механизмов находятся в прямой зависимости от сил гидродинамического сопротивления, возникающих при эксплуатации орудий лова [48].

Все объячеивающие орудия лова, к которым относятся ставные, плавные, дрифтерные и обкидные сети при вылове рыбы располагают в водоемах перпендикулярно течению [49]. В результате при обтекании сетного полотна

возникает сила гидродинамического лобового сопротивления, направление

6

которой совпадает с вектором скорости набегающего потока воды. Определению силы лобового сопротивления посвящены работы многих отечественных и зарубежных ученых, а именно, Ф.И. Баранова, А.И. Трещева, Н.Т. Се-нина, K.JI. Павлова, A.J1. Фридмана, М.М. Розенштейна, Ю.А. Данилова, А. А. Недоступа, М. Tauti, Н. Miyamoto, К. Yamamoto (см. [2, 33, 34, 62, 66,

67, 74, 76, 81, 83, 86, 93, 97, 98] и библиографии в них) и др.

Сила лобового сопротивления плоской сети является ее размерной характеристикой (Н, кН, мН), зависящей от геометрических параметров самой сети. Поэтому в механике орудий лова силу лобового сопротивления определяют через соответствующий коэффициент гидродинамического сопротивления, который представляет собой безразмерный относительный параметр [46,

68, 69].

Цель и задачи исследования. Разработать усовершенствованную методику и алгоритм расчёта силы лобового гидродинамического сопротивления плоской рыболовной сети при установившемся движении воды во всем диапазоне чисел Рейнольдса, соответствующих условиям эксплуатации орудий лова.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать методику экспериментального определения гидродинамических коэффициентов сопротивления плоской рыболовной сети при поперечном обтекании в переходной области сопротивления при установившемся движении в лабораторной установке, спроектированной автором работы;

- разработать методику обработки экспериментальных данных для получения величин гидродинамических коэффициентов при поперечном обтекании плоских сетей, базирующуюся на теории случайных функций;

- на основании полученных математических зависимостей разработать полуэмпирическую модель и алгоритм расчета коэффициентов гидродинамического сопротивления плоской рыболовной сети при поперечном обтекании во всем диапазоне чисел Рейнольдса.

Научная новизна диссертационной работы:

- с помощью лабораторной экспериментальной установки получены значения гидродинамических коэффициентов лобового сопротивления плоских рыболовных сетей при поперечном обтекании в переходной области сопротивления при скоростях движения менее 0,1 м/с, что соответствует числам Рейнольдса Re <150;

- с помощью теории случайных функций проведён анализ всей доступной экспериментальной информации, включая данные, полученные автором работы и другими исследователями, и определены уточненные эмпирические константы в зависимостях для этих же коэффициентов в функции от двух контролируемых параметров, а именно, числа Рейнольдса и сплошности сети во всем диапазоне чисел Рейнольдса;

- на базе полуэмпирической модели разработан алгоритм расчета силы гидродинамического сопротивления плоской сети при поперечном обтекании.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в создании полуэмпирической модели (стандартной кривой сопротивления) и алгоритма определения гидродинамического сопротивления плоской рыболовной сети при поперечном обтекании во всем диапазоне чисел Рейнольдса.

Практическая значимость работы заключается в том, что полуэмпирическая модель и алгоритм могут быть применены в проектной практике для расчета сил гидродинамического сопротивления рыболовных сетей.

Методология и методы диссертационного исследования. Достоверность результатов исследований обеспечивается применением основополагающих принципов и методов физики, механики, теории вероятности и математической статистики. Результаты, полученные автором, экспериментальные и теоретические в основном согласуются с опубликованными данными других исследователей.

Положения, выносимые автором на защиту:

- методика экспериментального определения силы гидродинамического

сопротивления плоской рыболовной сети при поперечном обтекании на лабо-

8

раторной установке в диапазоне чисел Рейнольдса Re < 150 и полученные значения коэффициентов лобового сопротивления плоской рыболовной сети в зависимости от двух контролируемых в эксперименте факторов (сплошности сети и числа Рейнольдса);

- полуэмпирическая модель (стандартная кривая сопротивления) для коэффициента лобового сопротивления, построенная по уточненным эмпирическим зависимостям в практически значимом для промышленного рыболовства диапазоне чисел Рейнольдса;

- алгоритм расчета силы гидродинамического сопротивления плоской рыболовной сети при поперечном обтекании с использованием полуэмпирической модели.

Степень достоверности и апробации результатов:

- результаты работы внедрены в учебный процесс подготовки бакалавров направления «Промышленное рыболовство» при изучении дисциплины «Механика орудий рыболовства» (ПРИЛОЖЕНИЕ Г);

- апробация работы осуществлялась в виде докладов на Международных научных конференциях «Инновации в науке и образовании - 2009, 2010, 2011, 2012» (Калининград); 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); Международной научно-практической конференции, посвященной 125-летию со дня рождения заслуженного деятеля науки и техники РСФСР Баранова Федора

Ильича (Калининград, 2011); XII Международной научной конференции «Ин-

th •

новации в науке, образовании и бизнесе - 2014»; 11 International Workshop Methods for the Development and Evaluation of Maritime Technologies (Rostock, October 9-12, 2013).

Публикации. По теме диссертации опубликована 31 работа, из них 3 в научно-практическом и производственном журнале «Рыбное хозяйство»,

включенного в перечень ВАК Минобрнауки России. Зарегистрированы два патента на полезные модели.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка, четырех приложений. Общий объем работы составляет 134 страницы машинописного текста, 43 рисунка, 24 таблицы. Список использованных источников состоит из 98 названий, из которых 8 принадлежат иностранным авторам.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЛОСКОЙ РЫБОЛОВНОЙ СЕТИ ПРИ УСТАНОВИВШЕМСЯ ДВИЖЕНИИ

1.1 Экспериментальные методы определения силы лобового гидродинамического сопротивления плоских сетей

Силу лобового сопротивления плоских рыболовных сетей определяли и определяют до сих пор различными экспериментальными методами (в специальных гидролотках с использованием естественного потока воды в проливе, в реке или озере; в гидроканалах с принудительным установлением скорости потока, в опытовых бассейнах; на различных лабораторных установках и т.д.). В каждом способе есть свои достоинства и недостатки. В гидролотках трудно обеспечить широкий диапазон скоростей при испытаниях. В опытовых бассейнах и гидроканалах испытуемый образец должен перемещается по горизонтали с довольно большой скоростью. При перемещении с малыми скоростями форма сети искажается под действием сил ее собственного веса, что влияет на величину гидродинамического коэффициента сопротивления. В лабораторных установках трудно выделить участок движения сетного образца с постоянной скоростью.

В 1915 г. японские исследователи Тегаёа, Бекта и МогаЫ проводили экспериментальные работы в наполненном водой чане длиной 1,5 м, шириной 0,45 м и высотой 0,9 м с очень малыми отрезками сетей. Площадь сетей равнялась 0,3 и 0,6 м , а скорость тяги колебалась от 0,1 до 0, 6 м/с [75]. Такой малый диапазон скоростей значительно усложнил процесс сбора опытных данных и не дал возможности выполнить достоверные расчёты гидродинамического сопротивления сетей, движущихся перпендикулярно вектору

скорости набегающего потока. Исследования Тегаёа, 8екта и Ыогак1 были

11

описаны в работе, изданной на японском языке ограниченно малым тиражом [75], поэтому не представилось возможности более детально изучить процесс проведения самого эксперимента и ознакомиться с его результатами. В связи с этим, данный материал принимается, как исторический факт первых попыток японских ученых начать изучение столь важной темы для промышленного рыболовства, как сопротивление сетного полотна.

В нашей стране профессор Ф.И. Баранов в 1922 г. проводил опыты по определению гидродинамического сопротивления плоских сетей при поперечном обтекании на Круглоозерной станции. Устройство для экспериментального исследования сопротивлений сетных полотен, приведенное на рисунке 1.1, работало по принципу машины Атвуда [2, 75].

Рисунок 1.1 - Схема установки проведения эксперимента проф. Ф.И. Барановым в 1922 г. на Круглоозерной станции [75]

Образцы сетей натягивали на металлическую рамку. Рама подвешивалась на тонкой нити, перекинутой через блок, укрепленный над водой на высоте треноги из столбов, установленных посередине озера. Свободный конец нити уравновешивался гирьками. Сняв какую-нибудь гирьку и этим нарушив

равновесие, экспериментаторы как бы прилагали к сети силу, равную весу снятой гирьки. Тогда сеть начинала погружаться в воду. Было замечено, что через короткое время скорость погружения становилась постоянной. Затем такой же опыт проводили с одной рамой без сети и, вычитая из общего сопротивления величину сопротивления пустой рамы, находили сопротивление сетного образца, полагая, что именно при установившейся скорости, сопротивление данной сети с рамой равно весу снятой гирьки. Меняя величину снимаемых гирек, получали сопротивление сети при разных скоростях движения [2, 75].

Геометрические характеристики сетных полотен, их скорость перемещения в воде, зафиксированные при этом силы сопротивления приведены в таблице 1.1. В исследованиях Ф.И. Баранова диапазон скоростей V = 0,042 -0,5 м/с значительно шире, чем у Тегаёа, 8екта и Ногакь Используя данные таблицы 1.1, удалось установить числа Рейнольдса, соответствующие этим скоростям, Яе = 50 - 450.

Таблица 1.1- Характеристики сетных полотен в эксперименте

проф. Ф.И. Баранова в 1922 г.

Диаметр Шаг ячей Площадь Скорость Сопротивление

нитки (в мм) (в мм) сети (в м ) (в м/с) (вН)

0,28 14 0,25 0,180 0,353

0,28 14 0,25 0,500 2,822

1,00 13 0,25 0,051 0,186

1,00 13 0,25 0,077 0,461

1,00 13 0,25 0,130 0,882

1,00 13 0,25 0,190 1,784

1,00 13 0,25 0,240 2,646

1,50 27 0,25 0,042 0,078

1,50 27 0,25 0,110 0,421

Окончание таблицы 1.1

Диаметр нитки (в мм) Шаг ячей (в мм) Площадь сети (в м ) Скорость (в м/с) Сопротивление (вН)

1,50 27 0,25 0,240 1,666

1,50 27 0,25 0,300 2,450

В 1925 г. японские исследователи М. ТаШл, Мшга и 81щи вновь занялись определением сопротивления плоских сетей не только при поперечном обтекании, но и продольном обтекании. Испытания М. ТаШл проводил в натурном неограниченного объёма потоке воды.

Устройство для погружения рамы, как и у профессора Ф.И. Баранова, было основано на принципе машины Атвуда [97]. Однако принципиальная схема проведения эксперимента и сама установка были другими (рисунок 1.2).

---.

й

Рисунок 1.2 - Схема устройства проведения эксперимента японскими исследователями М. Таий, Мшга и 81щп в 1925 г. [97]

М. Таий, Мшга и 8и§п установили два блока на борту судна, через которые перебросили проволоку длиною около 20 м. К одному концу проволоки прикрепили раму с сетью и груз, а к другому - противовес, состоящий из металлической коробки с картечью. При увеличении определенного количества груза к раме как бы прилагалась соответствующая сила, сообщавшая ей дви-

жение вниз. Путем определения количества сбежавшей с блока проволоки за известный промежуток времени устанавливали скорость движении рамы.

М. Tauti исследовал гидродинамическое сопротивление образцов плоской сети при движении параллельно и перпендикулярно вектору скорости набегающего потока воды. В процессе проведения эксперимента были смонтированы пять рам с открытыми двугранными углами в 180, 150, 120, 90 и 60° для выяснения зависимости силы сопротивления от угла наклона плоскости сети к вектору скорости. Площадь проекции каждой испытуемой сети на плоскость, перпендикулярную направлению движения её, всегда равнялась 1 м2 [97]. Например,

Рисунок 1.3 - Проекции испытуемых рам на плоскость

Испытания проводились с 17-ю различными образцами сетей [97].

Приспособление М. Таий, Мшга и Би^ имело некоторые недостатки. Например, трудно было регулировать груз, так как он всё время находился в воде. Замер экспериментальных данных, как указывал М. Таий, происходил при наличии некоторого течения и качки судна, что в свою очередь влияло на точность замеряемых величин в процессе эксперимента. Следует отметить, что в этих экспериментах использовались преимущественно хлопчатобумажные сети, которые были осмолены каменноугольной смолой. Процесс обте-

15

кания сетных образцов при угле атаки 90° происходил в диапазоне скоростей V = 0,1 - 0,6 м/с. Судя по графикам для силы лобового сопротивления Я = ^у), приведенных в их работе [97], изменение скоростей проводилось только три раза для каждого образца. Поэтому графики на рисунке 1.4 представляют собой ломаные линии, соединяющие экспериментальные точки.

Рисунок 1.4- Графики М. Таи^ для определения силы лобового сопротивления Я в зависимости от скорости [97]

В 1927 г. экспериментатор М1уаке [73] продолжил исследования своих соотечественников М. Таий, Мшга и Бгщи. Цель исследования заключалась в том, чтобы дополнить экспериментальные данные М. Таий, которые бы позволили более детально рассмотреть вопрос зависимости между гидродинамическим сопротивлением и посадкой сети. Способ постановки эксперимента был идентичен тому, который использовал М. Таи1л, М1уаке исследовал сети из манильской бечевки весом 5 г на 1 м, осмоленной каменноугольной смолой. Однако, испытания были не очень удачными, экспериментальных данных было мало. По хаотично расположенным экспериментальным точкам вообще невозможно было установить какой - либо закономерности [75]. М1уаЫ менял скорость для каждой сети только один раз: минимальная скорость исследования для сети, расположенной перпендикулярно набегающему

потоку, была равна 0,135 м/с, а максимальная - 0,57 м/с. Но, как установил Н.Т. Сенин [75], опыты Млуакл, на самом деле, не стали дополнением к исследованиям М. Таий, так как ему не удалось получить для силы сопротивления ту же зависимость, что у его предшественника. Существенный недостаток работы Млуакл - отсутствие возможности установить по графикам коэффициент сопротивления, так как данные о величинах ячеи испытанных сетных образцов в работе не были зафиксированы.

В 1934 г. М. Таий продолжил работу по исследованию гидродинамического сопротивления сетей. Следует отметить, что М. ТаШл новых экспериментов не проводил. Он анализировал свои ранее полученные экспериментальные данные и данные М1уаке. Особое внимание уделил разбору графиков экспериментальных данных, построенных М1ауке. Но, как отмечено Н.Т. Сениным [75], экспериментальных данных было столь «недостаточно и они были настолько разноречивы, что при толковании их можно до некоторой степени делать различные выводы из одних и тех же цифр. М. Таи1л и М1уак1 так и поступали».

В 1935 г. Н.Т. Сенин проводил исследования по определению сопротивления плоских сетей при поперечном обтекании. Устройство, изображённое на рисунке 1.5, использованное в эксперименте, состояло из бамбуковых палок диаметром 15 мм, квадратной рамы площадью 10 м . К ней при экспериментальных работах поочерёдно прикреплялись различные сети одинаковой с рамой площадью. Сети имели разные номера ниток и шаг ячеи. В эксперименте использовались четыре сети. Их геометрические характеристики приведены в таблице 1.2.

Н.Т. Сенин [75] испытывал плоские сети, расположенные под углом 90° к вектору скорости набегающего потока воды. Гидродинамическое сопротивление сетей определялось при трех скоростях: V = 0,133 м/с; V = 0,266 м/с; V = 0,53 м/с.

Таблица 1.2 - Геометрические характеристики сетей в экспериментах Н.Т. Сенина [75]

№ сетей Шаг ячеи (в мм) Метрический номер нитки

1 22 20/12

2 22 34/12

3 30 34/12

4 44 20/12

Экспериментальная установка Н.Т. Сенина, представленная на рисунке 1.5, не работала по принципу машины Атвуда. Тяга рамы осуществлялась лебедкой. Сначала определялась гидродинамическое сопротивление пустой рамки, затем рамки с сеткой. Сопротивление собственно сети определялось как разность сопротивлений рамки с сеткой и рамки без сетки. По поводу проведенных экспериментов Н.Т. Сенин сделал такой вывод, что опыты необходимо продолжать и идти по линии изучения сопротивлений многих сетей с неодинаковыми значениями шага ячеи и разными номерами ниток. Кроме того следует проводить эксперименты с максимальными по площади сетями. По его мнению, испытания образцов сетей в лабораторных условиях требуют очень большой точности замеров и организации эксперимента.

В 1955 г. японец Н. Miyamoto [93] проводил эксперименты в опытовом бассейне размером 70x4x2 м. Образец сетного полотна с коэффициентами посадки ux = иу = 0,707 (посадка «в квадрат») натягивался на рамку из металлической трубки диаметром 20 мм. Площадь сетного полотна в плане составляла 1x1 м. Образец буксировался электродвигателем тележки перпендикулярно вектору скорости набегающего потока воды.

Скорость изменялась в пределах v = 0,2 - 2,5 м/с. Во всех предыдущих экспериментах испытания сетей при таких больших скоростях не проводились. Но была проблема с испытаниями сетей при малых скоростях: создать скорости на установке меньше, чем v = 0,2 м/с не удалось [93].

Рисунок 1.5 - Схема экспериментальной установки Н.Т. Сенина [75]

В 1956 г. японцы М. Nomura и Y. Mori по методике Н. Miyamoto проводили эксперименты по определению лобового сопротивления сетей из различных материалов, включая синтетические [96]. Опытные образцы с коэффициентами посадки ux = uy= 0,707 натягивались на квадратную рамку. Рамка была изготовлена из алюминиевой трубки наружным диаметром 6 мм. Она подвешивалась на грузовую тележку, которая двигалась над испытательным бассейном со скоростью 0,04 - 0,4 м/с. Рамка с опытным образцом буксировалась под углом 90° к вектору скорости набегающего потока воды. В работе [66] отмечено, что диапазон скоростей был мал, едва ли было достигнуто число Re = 300. Автомодельная область сопротивления осталась не охваченной.

В 1966 г. Ю.А. Данилов проводил массовый эксперимент по определению коэффициента гидродинамического сопротивления плоского сетного полотна при поперечном обтекании в гравитационной установке [33, 34], работающей по принципу машины Атвуда. Экспериментальная установка была разработана в Калининградском техническом институте под руководством А.Л. Фридмана при участии Ю.А. Данилова [34]. Установка представляла собой цилиндр диаметром 2 м и высотой 14,6 м, заполненный водой. Над цилиндром была расположена закрытая рабочая площадка с оборудованием для

измерения скорости движения и сопротивления образца сети. Для обслуживания гравитационного привода и визуального наблюдения за образцом через иллюминаторы имелись две открытые площадки. Сменный груз Р находился вне цилиндра. Установка обладала следующими недостатками: 1 - необходимость использования специального дорогостоящего оборудования; 2 - громоздкость; 3 - невозможность получения достоверных значений гидродинамических коэффициентов сопротивления при скоростях движения менее 0,1 м/с. Дорогостоящее оборудование: электрическая лебедка типа ККП - 1217 - 1 для поднятия груза; станция постоянного тока для обслуживания лебедки; контактная пара для регистрирования движения образца сети; датчик времени, представляющий собой генератор импульсов с частотой 2 и 5 герц и т.д.

Исследуемые образцы сети или сетных ниток крепили на специальные рамки, состоящие из двух стальных профилей, дополняющих друг друга как обтекатели, или на рамки из двуугольника с относительной толщиной С = 1/5. При испытании сетей с посадкой щ/щ = 0,707/0,707, отношением диаметра нитки к шагу ячеи сЦа > 0,025сопротивление оснастки не превышало 30 % от полного сопротивления [33]. Ю.А. Данилов определял коэффициенты гидродинамического сопротивления плоских сетей в интервале скоростей V = 0,1 - 3,5 м/с [34, 35]. В процессе проведения эксперимента выяснил, что нет возможности получить достоверные значения гидродинамических коэффициентов сопротивления при скоростях движения менее V < 0,1 м/с.

В аэродинамической трубе Ленинградского политехнического института были испытаны образцы плоских сетей с диаметром нити от 0,23 до 3,5 мм,

шагом ячеи до 70 мм и отношением ^ до 0,07. Коэффициент лобового сопротивления определяли в диапазоне чисел Яе = 325 - 6500. Скорости воздушного потока были установлены в соответствии с равенством критерия Рей-нольдса натуры и модели [67, 71]. В таблице 1.3 приведены значения коэффициентов лобового сопротивления Сх при угле атаки 90° и ^ = 0,05.

20

Таблица 1.3 - Значения коэффициента Сх, полученные в аэродинамической трубе для образцов плоских сетей при угле атаки 90° [67]

Диаметр нити d, мм Скорость продувки V, м/с Критерий Рейнольдса Re Коэффициент сопротивления Сх

0,35 13 325 0,210

0,5 13 464 0,210

0,7 13 650 0,175

3,5 13 3250 0,197

3,5 26 6500 0,191

В этих испытаниях была охвачена автомодельная область сопротивления, в которой в промысловых условиях эксплуатируются траловые сети. При угле атаки 90° среднее значение Сх= 0,197 по данным таблицы 1.3. Для этого значения Сх коэффициент пропорциональности в формуле (1.3), приведенной в п. 1.2 данной работы, равен 200, а не 180, т.е. на 11,1 % большее. В работе [33] по поводу определения гидродинамических коэффициентов в аэродинамических трубах было отмечено, что коэффициенты сопротивления мокрого и сухого сетного полотна в общем случае различны.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бояринова, Наталья Алексеевна, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Альтшуль А. Д. Гидравлические сопротивления. М. : Недра, 1982. 224 с.

2. Баранов Ф. И. Избранные труды. Техника промышленного рыболовства. М. : Пищевая промышленность, 1969. Т. 1. 719 с.

3. Белов В. А. Гидродинамика нитей, сетей и сетных орудий лова. Калининград : КГТУ, 2000. 202 с.

4. Бондаренко А. Л., Рудых Н. И. О крупномасштабных течениях Охотского моря и их природа. М. : Метрология и гидрология, 2003. № 12. С. 74-79.

5. Бояринова Н. А. Коэффициент гидродинамического сопротивления при неравномерном движении // Проблемы развития водохозяйственного комплекса Калининградской области : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2010. С. 12-17.

6. Бояринова Н. А. Оценка неравномерности вертикального движения плоской сети // Труды VIII международной научной конференции, посвященной 80-летию образования университета / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2010. Ч. 1. С. 238-240.

7. Бояринова Н. А. Особенности определения коэффициента сопротивления плоской сети при поперечном обтекании экспериментальным способом // Комплексное использование и охрана водных ресурсов региона : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2011. С. 12-21.

8. Бояринова Н. А., Великанов Н. Л Сопротивление плоской рыболовной сети при поперечном обтекании // Комплексное использование и охрана водных ресурсов региона: сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2011. С. 59-67.

9. Бояринова Н. А., Наумов В. А. Коэффициент сопротивления плоских сетей при поперечном обтекании в квадратичной области // Комплексное использование и охрана водных ресурсов региона : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2011. С. 93-99.

10. Бояринова Н. А. Обработка результатов экспериментальных измерений гидродинамического сопротивления плоской сети при поперечном обтекании : материалы IX международной научной конференции : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2011. Ч. 1. С. 110-113.

11. Бояринова Н. А. Результаты измерений гидродинамического сопротивления плоской сети и их обработка // Труды международной научно-практической конференции, посвященной 125-летию со дня рождения заслуженного деятеля науки и техники РСФСР Баранова Ф.И. : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2011. С. 335-340.

12. Бояринова Н. А., Наумов В. А. О возможности применения различных формул для расчета коэффициента гидродинамического сопротивления плоской сети при поперечном обтекании // Труды X международной научной конференции «Инновации в науке и образовании и бизнесе - 2012» : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2012. Ч. 1. С. 202-205.

13. Бояринова Н. А. Алгоритм расчета гидродинамических сил сопротивления для плоских рыболовных сетей при поперечном обтекании. Калининград : Известия КГТУ, 2013. № 28. С. 248-253.

14. Бояринова Н. А., Кикот А. В. Опыты Рейнольдса и существование различных зон сопротивления // Проблемы современного образования в развитии ключевых компетенций конкурентноспособного специалиста. Всероссийское педагогическое собрание : сб. науч. тр. / МГУТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «МГУТУ», 2012. С. 6-10.

15. Бояринова Н. А., Кикот А. В. Формулы для определения силы лобового гидродинамического сопротивления сетного полотна и их эволюция // Международная конференция «Россия XXI века: традиции и современность», посвященной 1150-летию славянской письменности : сб. науч. тр. / МГУТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «МГУТУ», 2013. С. 17-22.

16. Бояринова Н. А. Усовершенствованная версия определения гидродинамического коэффициента сопротивления для плоской сети при поперечном

113

обтекании в линейной области сопротивления / Бояринова Н. А., Кикот А. В., Наумов В. А. // Труды XII международной научной конференции «Инновации в науке, образовании и бизнесе - 2014» : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГБОУ ВПО «КГТУ», 2014. Ч. 1. С. 24-26.

17. Бурков В. А. Общая циркуляция мирового океана. Физика Океана, Т.1. Ленинград : Океанология, 1980. 244 с.

18. Великанов Н. Л. Методика определения гидродинамического сопротивления плоских элементов рыболовных сетей при поперечном обтекании / Великанов Н. Л., Наумов В. А., Кикот А. В., Бояринова Н. А. // Рыбное хозяйство. 2010. №4. С. 72-75.

19. Великанов Н. Л. Коэффициенты сопротивления плоской сети при поперечном обтекании / Великанов Н. Л., Наумов В. А., Кикот А. В., Бояринова Н. А. // 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 : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2010. С. 384-386.

20. Великанов Н. Л. Методика расчета коэффициента гидродинамического сопротивления плоской сети по экспериментальным данным / Великанов Н. Л., Наумов В. А., Кикот А. В., Бояринова Н. А. // Труды VII юбилейной международной научной конференции «Инновации в науке и образовании : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2010. Ч. 1. С. 218-221.

21. Великанов Н. Л., Кикот А. В. Силы гидродинамического сопротивления сетных частей орудий промышленного рыболовства при поперечном обтекании. Калининград : Известия КГТУ, 2012. № 24. С. 174-177.

22. Великанов Н. Л. Экспериментальное определение коэффициента гидродинамического сопротивления плоской сети при поперечном обтекании / Великанов Н. Л., Наумов В. А., Кикот А. В., Бояринова Н. А. // Проблемы раз-

вития водохозяйственного комплекса Калининградской области : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2010. С. 54-57.

23. Великанов Н. Л., Кикот А. В. Формирование методики расчета коэффициента гидродинамического сопротивления плоских сетей при продольном обтекании. Калининград : Известия КГТУ, 2011. № 20. С. 148-154.

24. Великанов Н. Л. Расчет сил сопротивления сетных частей орудий промышленного рыболовства при поперечном обтекании / Великанов Н. Л., Наумов В. А., Кикот А. В., Бояринова Н. А. // Труды международной научно-практической конференции, посвященной 125-летию со дня рождения заслуженного деятеля науки и техники РСФСР Баранова Ф. И. : сб. науч. тр. / КГТУ. - Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2011. С. 341-345.

25. Великанов Н. Л. Гидродинамические силы сопротивления сетных частей орудий промышленного рыболовства при поперечном обтекании / Великанов Н. Д., Наумов В. А., Бояринова Н. А., Кикот А. В. // Рыбное хозяйство. 2012. №4. С. 109-111.

26. Великанов Н. Л., Проскурнин Е. Д. Аппроксимация зависимостей коэффициентов сопротивления шаров и цилиндров от чисел Рейнольдса // Гидромеханика и водные ресурсы : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2001. С. 37-39.

27. Войниканис - Мирский И. Н. Техника промышленного рыболовства. Орудия и способы промышленного рыболовства. Ч. 2. М. : Пищевая промышленность, 1969. 456 с.

28. Войниканис - Мирский И. Н., Вишневский Е. Е. О сопротивлении сетных элементов стационарных рыболовных орудий / Рыбное хозяйство. 1971. № 8. С. 47-50.

29. Габрюк В. И., Кулагин В. Д. Механика орудий рыболовства и АРМ промысловика. М. : Колос, 2000. 416 с.

30. Габрюк В. И. Механика орудий рыболовства / В.И. Габрюк, Н.В. Коко-рин, В.В.Чернецов // Владивосток : Издательство Дальрыб ВТУЗ, 2006. 304 с.

31. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М. : Высшее образование, 2006. 479 с.

32. Гусев А. К. Динамика вод Балтийского моря в синоптическом диапазоне пространственно-временных масштабов / А.К. Гусев, Е.А. Захарчук, Н.Е.Иванов // СПб. : Гидрометеоиздат, 2007. 364 с.

33. Данилов Ю. А. Гидродинамические характеристики плоской рыболовной сети, перпендикулярной к потоку автореф. на соискание ученой степени канд. техн. наук / КТИРПХ. Калининград : КТИРПХ, 1966. 30 с.

34. Данилов Ю. А. Экспериментальная установка / Рыбное хозяйство. 1967. №2. С. 40-41.

35. Дверник А. В., Шеховцев Л. Н. Устройство орудий рыболовства. М. : Колос, 2007. 272 с.

36. Добровольский А. Д., Залогин Б. С. Моря СССР. М. : МГУ, 1982. 192 с.

37. Залогин Б. С., Косарев А. Н. Балтийское море. М. : Мысль, 1999. 400 с.

38. Захарчук Е. А. Синоптическая изменчивость уровня и течений в морях, омывающих северо-западное побережье России. СПб. : Гидрометеоиздат, 2008. 358 с.

39. Иванов В. М., Чумак В.М. Сопротивление плоских сетей / Рыбное хозяйство. 1958. №2. С. 81-84.

40. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М. : Машиностроение, 1999. 672 с.

41. Кикот А. В., Бояринова Н. А. Характеристика скоростей течений в морях и реках рыбопромышленных районов Российской Федерации // Состояние и перспективы развития водохозяйственного комплекса региона : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2012. С. 62-67.

42. Кикот А. В. Погрешность расчета коэффициента гидродинамического сопротивления плоской сети при поперечном обтекании / Кикот А. В., Бояринова Н. А., Наумов В. А. // Труды XII международной научной конференции «Инновации в науке, образовании и бизнесе - 2014» : сб. науч. тр. / КГТУ.

Калининград : Изд-во ФГБОУ ВПО «КГТУ», 2014. Ч. 1. С. 31-34.

116

43. Коваленко М. Н., Адамов А. А. Состояние техники и организация ставного неводного лова лососевых на Камчатке // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо-западной части Тихого океана : сб. науч. тр. / Камчатского НИИ рыб. хозяйства и океанологии. Петропавловск - Камчатский : Изд-во КАМЧАТ НИИ, 2007. Вып. 9. С. 246-257.

44. Кулагин В.Д. Статика сетных оболочек : учеб. пособие для студентов технических вузов. Калининград : Изд-во КГТУ, 1995. 108 с.

45. Литвиненко А. И. Орудия промышленного рыболовства внутренних водоемов России: справочник. Орудия промышленного рыболовства центрального, северного и северо-западного районов Европейской части России. Т. 4. Тюмень : ГОСРЫБЦЕНТР, 2004. 242 с.

46. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. М. : Дрофа, 2003. 840 с.

47. Лоция Берингова моря. Западная часть моря. Ч. 1. / Изд-во Главного управления навигации и океанографии Министерства обороны Российской Федерации ; [под ред. В. Г. Глушенко], СПб. : 1981. 492 с.

48. Майсс А. А. История развития ставного неводного лова на дальнем Востоке // Вопросы истории рыбной промышленности Камчатки : сб. науч. тр. / КГТУ. Петропавловск-Камчатский : Изд-во КГТУ, 2000. Вып. 2. С. 22-29.

49. Мельников В. Н., Лукашов В. Н. Техника промышленного рыболовства. М. : Легкая и пищевая промышленность, 1981. 312 с.

50. Наумов В. А. Механика движения неоднородных сред. Калининград : КГТУ, 2005. 125 с.

51. Наумов В. А., Бояринова Н. А. К расчету неравномерного вертикального движения плоской сети // Проблемы развития водохозяйственного комплекса Калининградской области : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2010. С. 72-76.

52. Наумов В. А., Бояринова Н. А. Анализ опытных данных, полученных при поперечном обтекании плоских сетей в переходной области сопротивления. Калининград : Известия КГТУ, 2011. № 20. С. 195-202.

53. Наумов В. А., Бояринова Н. А. Методика расчета коэффициента гидродинамического сопротивления плоской сети по экспериментальным данным : материалы VIII международной научной конференции, посвященной 80-летию образования университета : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2010. Ч. 1. С. 218-221.

54. Наумов В. А. Устройство для определения гидродинамического сопротивления сетного полотна / Наумов В. А., Великанов Н. Л., Кикот А. В., Бояринова Н. А. // патент на полезную модель № 95838 Российская Федерация, МПК G 01 М 10/00 ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет». - № 2010109706 ; за-явл. 15.03.2010 ; опубл. 10.07.2010, Бюл. № 19. -2с.: ил.

55. Наумов В. А. Устройство для определения гидродинамического сопротивления сетного полотна при продольном обтекании / Наумов В. А., Великанов Н. Л., Кикот А. В., Бояринова Н. А. // патент на полезную модель № 107353 Российская Федерация, МПК G 01 М 10/00 ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет». - № 2011110805 ; заявл. 22.03.2011 ; опубл. 10.08.2011, Бюл. № 22. -2с.: ил.

56. Наумов В. А. Схема создания полуэмпирической модели сопротивления плоской рыболовной сети при поперечном обтекании / Наумов В. А., Великанов Н. Л., Кикот А. В., Бояринова Н. А. // Рыбное хозяйство. 2011. № 3. С. 96-99.

57. Наумов В. А. Эмпирические зависимости для коэффициента гидродинамического сопротивления Сх / Наумов В. А., Кикот А. В. // Труды VIII международной научной конференции, посвященной 80-летию образования университета : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2010. Ч. 1. С. 255-257.

58. Наумов В. А. Коэффициент сопротивления плоских рыболовных сетей при поперечном обтекании / Наумов В. А., Великанов Н. Л., Кикот А. В., Бояринова Н. А. // Труды международной научно-практической конференции,

118

посвященной 125-летию со дня рождения заслуженного деятеля науки и техники РСФСР Баранова Ф. И. : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2011. С. 322-331.

59. Наумов В. А., Бояринова Н. А. Исследование силы гидродинамического сопротивления плоской сети при поперечном обтекании : метод, указания к лабораторным работам по дисциплине «Основы гидравлики» для студентов по направлению 111000.62 Рыболовство. Калининград : ФГОУ ВПО «КГТУ», 2011. 19с.

60. Наумов В. А., Бояринова Н. А. Статистическая обработка результатов измерений гидродинамического сопротивления плоской сети // Вестник Российской академии естественных наук / КГТУ. Калининград : КГТУ, 2011. С. 75-81.

61. Наумов В. А., Бояринова Н. А. Эмпирические формулы для коэффициента сопротивления плоских рыболовных сетей при поперечном обтекании. Калининград : Известия КГТУ. 2012. № 24. С. 143-150.

62. Недоступ А. А. Методы расчета сетных пассивных орудий внутреннего и прибрежного рыболовства: монография. Калининград : КГТУ, 2011. 278 с.

63. Осипов Е. В. Метод расчета силовых и геометрических элементов ставного невода : материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2007 : сб. науч. тр. / МГТУ. Мурманск : ФГОУ ВПО «МГТУ», 2007. С. 1039-1043.

64. Осипов Е. В. Методы структуризации требований ограничений для проектирования орудий рыболовства : материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2007 : сб. науч. тр. / МГТУ. Мурманск : ФГОУ ВПО «МГТУ», 2007. С. 1039-1043.

65. Отчет о работе ставных сетей в Западном территориальном округе : отчет о НИР (заключ.) : Запрыбпром ; под ред. Смирнова А.Н. - Калининград, 2002. - 567 с. - Инв. № 128771997.

66. Павлов К. Д., Смирнов И. Г. Сопротивление сетного полотна в зависимости от вида материала (по результатам японских исследователей). М. : ВНИРО ОНТИ, 1960. 24 с.

67. Павлов К. Л. Исследование гидродинамических характеристик рыболовных сетей (обзор). М. : ВНИРО ОНТИ, 1965. 105 с.

68. Патрашев А. Н. Гидромеханика. М. : Военмориздат., 1953. 714 с.

69. Прандтль Л. Гидроаэромеханика. М. : Изд-во иностранной литературы, 1949. 520 с.

70. Пугачев В. С. Теория случайных функций и ее применение к задачам автоматического управления. М. : Физматгиз, 1962. 883 с.

71. Радциг А. Н. Экспериментальная гидроаэромеханика. М. : Изд-во МАИ, 2004. 296 с.

72. Розенштейн М. М. Механика орудий рыболовства. Калининград : КГТУ, 2000. 363 с.

73. Розенштейн М. М. Задачник по механике орудий рыболовства. Калининград : КГТУ, 2004. 187 с.

74. Розенштейн М. М. Проектирование орудий рыболовства. Калининград : КГТУ, 2009. 400 с.

75. Сенин Н. Т. К вопросу о сопротивлении сетей : сб. науч. тр. // Мосрыбвтуз. 1939. Вып. 1. С. 155-206.

76. Сергеев Ю. С. Краткий очерк конструкций стационарных рыболовных орудий // Сб. тр. АтлантНИРО. 1971. Вып. L. С. 168-195.

77. Сергеев Ю. С. Основы теории лова ставными неводами и тралами. М. : Пищевая промышленность, 1972. 142 с.

78. Советов В. Н., Оришич М. И. Справочник по сетеснастным материалам. М. : Пищевая промышленность, 1965. С. 215.

79. Батурин В., Балдунчикс Ю. Справочник по сетеснастным материалам, промысловому снаряжению и эксплуатации промысловых судов. RIGA : Экобалтика, 2000. 381 с.

80. Стерни JI. Е. Двухфазные моно- и полидисперсные течения газа с частицами : книга / Стерни Л. Е., Маслов Б. Н., Шрайбер А. А., Подвысоцкий А. М. // М. : Машиностроение, 1980. 171 с.

81. Трещев А. И. Вопросы теории расчета и проектирования орудий прибрежного рыболовства (к методике расчета ставных неводов). Техника промышленного рыболовства и сетеснастного хозяйства. Т. XLI. М. : Труды ВНИРО, 1954. С. 134-147.

82. Фонарев А. Л. Особенности сопротивления поперечному обтеканию плоской сети // Гидромеханика и водные ресурсы : сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2003. С. 139-145.

83. Фонарев А. Л. Сопротивление наклонному обтеканию плоской сети и сетной оболочки // Гидромеханика и водные ресурсы: сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград : Изд-во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2002. 142 с.

84. Фридман А. Л., Данилов Ю. А. Сопротивление рыболовной сети, перпендикулярной к потоку / Рыбное хозяйство. 1967. № 10. С. 53-56.

85. Фридман А. Л., Данилов Ю. А. Сопротивление рыболовной сети, перпендикулярной потоку / Рыбное хозяйство. 1967. № 9. С. 47-50.

86. Фридман А. Л. Теория и проектирование орудий промышленного рыболовства. М. : Легкая и пищевая промышленность, 1981. 328 с.

87. Фридман А. Л., Розенштейн М. М. Сборник задач и упражнений по теории и проектированию орудий промышленного рыболовства. М. : Агропром-издат, 1986. 256 с.

88. Шрайбер А. А. Турбулентные течения газовзвеси : книга / Шрайбер А. А., Гавин Л. Б., Наумов В. А., Яценко В. П. // Киев : Наукова думка, 1987. 240 с.

89. Чувиковский В. С., Палий О. М. Основы теории надежности судовых корпусных конструкций: книга. Ленинград : Судостроение, 1965. 324 с.

90. Dae Но SONG, Chun Woo LEE, Moo Youl CHOE, In Hyun LEE, Kyung PARK Experimental investigation on the hydrodynamic coefficients of netting: article . Rostock, DEMaT'09, 2009. P. 77-94.

91. Imai T., Nakamura T. Fluid dynamical drag coefficient on the weaver's-knot netting relative to Reynolds number // Nippon Suisan Gakkaishi. 1989. № 55. P. 1753-1757.

92. Kawakami T. The theory of designing and testing fishing nets in model / Modern fishing gear of the World 2 //. London : Fishing News Books, 1964. P. 471482.

93. Miyamoto H. Hydrodinamic resistance of a plane net / H. Miyamoto - International Shipbuilding Progress, 2. 1955. № 11. P. 58-47.

94. Miyazaki Y., Takahashi T. Basic investigations on the resistances of fishing nets. The resistance of plane nets / Y. Miyazaki ,T. Takahashi - J. Tokyo University of Fisheries, Vol. 50. 1964. № 2. P. 96-103.

95. Naumov V., Velikanov N., Kikot A., Bojarinova N. The Hydrodynamic Drag coefficient of flat netting at a cross-section flow / V. Naumov, N. Velikanov, A. Kikot, N. Boyarinova - Rostock: DEMaT'13, 11th International Workshop Methods for the Development and Evaluation of Maritime Technologies,Vol. 8. 2013. P. 73-80.

96. Nomura M., Mori K. Resistance of plane net against flow of water III. Effect of kind of fibers on the resistance of net. Bulletin of the Japanese Society of Scientific Fisheries, Vol.21. 1956. № 11. P. 1100-1108.

97. Tauti M., Miura T., Sugil K. Resistance of plane net in water / M. Tauti, T. Miura, K. Sugil - Journal of the Imperial Fisheries Institute, Vol. XXI. 1925. № 2. P. 11-32.

98. Yamamoto K., Mukaida Y., Puspito G., Hiraishi T., Nashimoto K. A scale effect evaluated by drag measurement comparisons between prototype plane nets and one-fifth model based on Tauti's law // Fisheries Science. 1996. № 62. P. 561-565.

Первичная экспериментальная информация по поперечному обтеканию

плоских сетей (рамка № 1)

Таблица А. 1 - Тарировочные испытания пустой рамки № 1

Груз Р, г и, с к, с и, с и, с Ъ, с Ч, с

260 19,98 19,93 20,07 20,47 20,20 20,47

270 13,68 14,26 13,54 13,72 13,77 13,63

280 10,89 10,75 10,93 10,84 10,62 10,84

300 8,01 8,28 8,19 7,96 8,19 8,23

320 6,84 6,70 6,75 6,84 6,84 6,88

340 6,16 5,85 5,98 6,03 5,85 6,03

360 5,49 5,40 5,40 5,44 5,40 5,35

380 4,81 4,99 5,04 4,95 4,90 4,81

400 4,63 4,77 4,50 4,54 4,50 4,54

420 4,36 4,45 4,09 4,23 4,41 4,18

440 4,05 4,05 4,05 3,91 3,96 3,96

460 3,91 1 01 1 3,78 3,96 1. 01 А 3,78

480 3,46 3,64 3,64 3,46 3,55 3,42

500 3,60 3,46 3,46 3,28 3,51 3,46

520 3,42 3,37 3,51 3,37 3,46 3,51

540 3,19 3,33 3,28 3,19 3,15 3,28

560 3,06 3,06 3,19 2,97 3,19 3,06

580 2,97 2,85 2,97 3,06 2,88 3,01

600 2,61 2,97 2,88 2,74 2,88 2,74

640 2,56 2,61 2,61 2,70 2,70 2,61

Таблица А. 2 - Сетка № 4 + рамка № 1; характеристики сетки: с! = 1,08 мм;

а = 11 мм; Р0= 0,196

Груз Р, г и, с Ь, с 1-3 5 с и, с с к, с

260 24,03 25,38 25,11 24,66 24,16 25,06

270 17,68 18,27 18,31 18,99 48,40 18,04

280 14,89 15,03 14,98 14,76 14,89 14,98

300 10,48 11,07 11,16 10,98 11,29 10,93

320 9,00 9,09 9,13 9,00 9,09 9,13

340 7,74 7,92 7,65 7,92 7,96 7,92

360 6,88 7,06 7,29 6,93 6,70 7,20

380 6,30 6,57 6,48 6,43 6,43 6,39

400 5,80 5,85 5,85 5,94 5,98 5,94

420 5,53 5,58 5,44 5,67 5,58 5,40

440 5,35 5,35 5,26 5,35 5,22 5,22

460 4,99 4,99 4,90 4,90 4,90 4,90

480 4,54 4,63 4,54 4,63 4,54 4,63

500 4,36 4,32 4,36 4,41 4,36 4,36

520 3,96 4,23 4,18 4,09 4,32 4,14

540 4,05 4,09 4,09 4,09 4,18 3,96

560 3,78 3,91 3,96 3,78 3,78 3,87

580 3,82 3,78 3,78 3,73 3,73 3,78

600 3,51 3,51 3,64 3,74 3,51 3,73

640 3,46 3,60 3,37 3,60 3,19 3,46

Высота подъема Н = 0,80 м.

Таблица А. 3 - Сетка № 1 + рамка № 1; характеристики сетки: с! = 1,4 мм; а = 11,7 мм; Р0= 0,239

Груз Р, г и, с с с и, с с Ч, с

260 - - - - - -

270 30,46 31,54 31,27 30,55 29,83 30,46

280 21,42 21,73 21,42 21,87 21,51 21,51

300 14,49 14,53 14,58 14,58 14,40 14,40

320 11,29 11,52 11,52 11,29 11,29 11,29

340 9,49 9,22 9,22 9,58 9,49 9,36

360 8,50 8,41 8,23 8,37 8,37 8,46

380 7,60 7,87 7,51 7,38 7,78 7,87

400 6,97 6,84 6,70 6,70 6,88 6,70

420 6,16 6,43 6,12 6,43 6,48 6,25

440 5,80 5,94 5,94 5,94 5,94 5,94

Окончание таблицы А. 3

Груз Р, г и, с г2, с Ъ, с и, с 15, с к, с

460 5,67 5,67 5,67 5,44 5,53 5,40

480 5,22 5,35 5,35 5,22 5,40 5,40

500 4,86 4,99 5,08 4,90 4,99 4,90

520 4,81 4,77 4,81 4,50 4,63 4,77

540 4,50 4,63 4,54 4,45 4,54 4,63

560 4,36 4,09 4,45 4,54 4,63 4,50

580 4,09 4,32 4,23 4,18 4,05 4,05

600 4,05 4,05 4,08 3,78 3,91 3,96

Высота подъема Н = 0,80 м.

Таблица А. 4 - Сетка № 1 + рамка № 1; характеристики сетки: ё = 1,4 мм; а = 11,7 мм; Р0= 0,239

Груз Р, г Н, м и, с С г3, с к, с 15, с с

300 0,95 19,89 18,04 18,27 18,72 18,85 19,44

- 0,90 18,13 18,13 18,27 18,18 18,31 18,13

- 0,85 15,21 15,52 15,79 15,34 15,34 15,43

- 0,80 14,49 14,53 14,58 14,58 14,40 14,40

400 0,95 9,49 9,49 9,58 9,45 9,67 9,49

- 0,90 7,78 8,10 7,83 7,87 7,78 7,51

- 0,85 6,84 7,2 7,29 6,7 6,97 7,20

- 0,80 6,97 6,84 6,70 6,70 6,88 6,70

500 0,95 6,43 6,16 6,12 6,25 6,43 6,57

- 0,90 5,58 5,80 5,71 5,67 5,67 5,85

- 0,85 5,04 5,22 5,13 5,08 5,26 5,08

- 0,80 4,86 4,99 5,08 4,90 4,99 4,90

Первичная экспериментальная информация по поперечному обтеканию

плоских сетей (рамка № 2)

Таблица Б. 1 - Сетка № 1 + рамка № 2 по середине бака; характеристики сетки: й = 1,4 мм; а = 11,7 мм; Р0= 0,239

Груз Р, г с с Ь, с и, с 15, с к, с

380 11,70 11,34 11,61 11,79 11,92 11,97

400 7,60 7,15 7,78 7,65 7,78 7,78

420 5,62 5,67 5,58 5,67 5,71 5,58

440 4,32 4,54 4,81 4,63 4,32 4,50

460 3,78 3,96 3,78 3,91 3,82 3,73

470 3,60 3,64 3,46 3,60 3,46 3,46

480 3,28 3,33 3,28 3,42 3,33 3,33

500 3,01 3,01 3,06 3,06 2,97 3,06

520 2,74 2,83 2,74 2,83 2,61 2,74

540 2,61 2,43 2,7 2,61 2,43 2,47

560 2,47 2,38 2,38 2,43 2,43 2,47

Вес рамки с сеткой в воде - Р = 370 г, силы уравновешены, движения нет.

Таблица Б. 2 - Сетка № 1 + рамка № 2 у стенки бака; характеристики сетки: ё = 1,4 мм; а = 11,7 мм; Р0= 0,239

Груз Р, г с 1-2, г •л ~ 14, с С »•6, ^

380 11,74 11,74 11,43 11,61 11,47 11,74

400 7,78 7,60 7,51 7,60 7,60 7,78

420 5,26 5,49 5,62 5,71 5,35 5,44

440 4,36 4,63 4,63 4,50 4,54 4,36

460 3,64 3,91 3,87 3,78 3,96 3,87

470 3,64 3,78 3,73 3,73 3,64 3,87

480 3,24 3,28 3,33 3,46 3,55 3,33

500 3,01 3,15 3,15 3,01 3,06 2,83

520 2,70 2,92 2,92 2,88 2,88 2,74

540 2,47 2,70 2,70 2,52 2,61 2,70

560 2,43 2,47 2,56 2,43 2,34 2,43

Таблица Б. 3 - Сетка № 2 + рамка № 2; характеристики сетки: ё = 0,66 мм; а = 7 мм; Бо= 0,156

Груз Р, г и, с Х2, с Ь, с и, с Ч, с к, с

380 9,67 9,85 9,94 9,40 9,72 9,81

400 6,12 6,12 5,85 5,80 5,94 6,16

420 4,50 4,41 4,54 4,68 4,45 4,45

440 3,51 3,78 3,87 3,78 3,78 3,91

460 3,15 3,46 3,33 3,19 3,28 3,51

470 3,06 3,15 3,06 3,01 3,01 3,01

480 2,88 2,74 2,83 2,88 2,92 2,83

500 2,43 2,56 2,47 2,43 2,70 2,70

520 2,38 2,43 2,43 2,29 2,43 2,29

540 2,25 2,16 2,16 2,25 2,25 2,16

560 1,98 1,98 1,84 2,11 2,11 2,16

370 16,96 16,65 18,72 16,51 15,61 17,1

Вес рамки с сеткой в воде - Р = 365 г, силы уравновешены, движения нет.

Таблица Б. 4 - Сетка № 3 + рамка № 2; характеристики сетки: ё = 1,14 мм; а = 18 мм; Р0= 0,196

Груз Р, г 1-ь с г2, с Ъ, с и, с 15,с

370 13,68 13,00 12,69 13,86 12,96 13,63

372 11,34 12,01 1 1 оо 1 1 11,74 11,52 11,65

375 9,94 10,3 10,44 10,12 10,12 10,12

377 9,54 9,36 9,00 9,27 9,58 9,36

380 8,77 8,95 8,77 8,19 8,77 8,55

382 8,32 8,46 8,05 8,50 8,32 8,23

385 7,96 7,74 7,47 7,78 7,51 7,65

387 7,28 7,47 7,33 7,42 7,29 7,29

390 6,52 6,88 6,84 6,84 6,84 6,84

392 6,34 6,57 6,75 6,88 6,57 6,61

365 21,55 23,00 23,76 24,00 21,37 22,77

364 25,2 25,42 24,25 24,21 25,38 26,77

Вес рамки с сеткой в воде - 362 г - силы уравновешены, движения нет.

Таблица Б. 5 - Сетка № 4 + рамка № 2; характеристики сетки: ё = 1,06 мм; а= 11 мм; Р0= 0,196

Груз Р, г и, с Ь, с Ъ, с и, с 15, С к, с

380 10,93 9,85 9,81 9,85 9,94 9,9

400 5,85 5,71 5,85 5,80 5,80 5,85

420 4,50 4,32 4,32 4,45 4,50 4,45

440 3,64 3,64 3,51 3,60 3,60 3,73

460 3,19 3,15 3,15 3,15 3,19 3,19

470 3,01 3,06 3,01 3,06 3,06 3,01

480 2,97 2,97 2,97 2,88 2,88 2,88

500 2,61 2,7 2,56 2,83 2,70 2,70

520 2,7 2,56 2,47 2,43 2,56 2,56

540 2,29 2,43 2,43 2,29 2,38 2,43

560 2,02 2,16 2,25 2,25 2,16 2,16

Вес рамки с сеткой в воде - Р = 370 г, силы уравновешены, движения нет.

Таблица Б. 6 - Сетка № 5 + рамка № 2; характеристики сетки: ё = 1,06 мм; а = 16 мм; Ро= 0,133

Груз Р, г и, с \2, с Ь, с и, с г5, с с

370 14,44 13,90 14,04 13,27 13,72 13,36

372 11,88 11,79 11,56 12,02 11,74 11,92

375 9,54 9,99 9,72 9,99 9,99 9,85

377 9,54 9,81 9,54 9,58 9,54 9,22

380 8,41 8,19 8,55 8,37 8,19 8,46

382 7,78 7,92 7,74 7,60 7,65 7,96

385 6,88 7,06 7,20 7,15 7,02 7,15

387 6,57 6,61 6,88 6,97 6,75 6,88

390 6,61 6,25 6,43 6,39 6,43 6,30

Вес рамки с сеткой в воде - Р = 360 г, силы уравновешены, движения нет. Во всех испытаниях высота подъема рамки Н = 0,80 м.

Таблица Б. 7 - Тарировочные испытания пустой рамки № 2 (высота подъема рамки Н = 0,80 м)

Груз Р, г и, с \2, с Ь, с и, с 1-5» С к, с

367 17,55 17,64 15,66 16,02 15,43 15,97

370 10,57 10,44 10,44 10,39 10,39 10,26

372 8,64 9,00 9,00 8,77 8,82 9,09

375 7,47 7,47 7,42 7,42 7,47 7,51

377 6,75 6,70 6,84 6,75 6,88 6,93

380 5,58 5,58 5,85 5,98 5,80 5,89

382 5,40 5,71 5,22 5,35 5,53 5,53

385 4,81 4,99 4,68 4,63 4,81 4,90

387 4,36 4,63 4,63 4,54 4,54 4,50

390 4,09 3,82 4,09 4,18 4,32 4,32

400 3,51 3,51 3,46 3,33 3,46 3,33

Вес пустой рамки в воде - Р = 360 г, силы уравновешены, движения нет.

Таблица Б. 8 - Тарировочные испытания пустой рамки № 2 (высота подъема рамки Н = 0,85 м.)

Груз Р, г и, с с 1з, с и, с 1-5, С Ч, с

370 8,10 8,23 8,10 8,05 8,46 8,32

380 5,26 5,22 5,26 5,44 5,35 5,22

л пп -туи 3,42 1 ла ,-ти 1 по 3,46 о л < 3,51

420 2,61 2,65 2,74 2,70 2,56 2,70

440 2,16 2,16 2,20 2,16 2,16 2,16

460 1,93 1,84 2,02 1,80 1,84 2,02

470 1,80 1,89 1,93 1,80 1,84 1,89

480 1,71 1,80 1,71 1,66 1,71 1,80

500 1,66 1,48 1,48 1,53 1,57 1,48

Вес рамки в воде Р = 360 г; силы уравновешены, движения нет.

Таблица Б. 9 - Тарировочные испытания пустой рамки № 2 (высота подъема рамки Н = 0,95 м.)

Груз Р, г и, с 1-2, С и, с и, с 15, с к, с

380 5,71 5,71 5,58 5,67 5,67 5,71

400 3,82 3,91 3,73 3,87 3,78 3,78

420 2,88 3,06 3,06 2,88 2,97 2,97

440 2,47 2,38 2,34 2,56 2,43 2,47

460 2,16 2,29 2,16 2,16 2,11 2,16

480 1,8 1,98 2,02 2,11 2,02 1,98

500 1,89 1,98 1,71 1,80 1,71 1,66

Таблица В. 1 - Значения коэффициентов Сх по экспериментам Yoshio Miyazaki в автомодельной области сопротивления

№ сети F0 сх Rex № сети F0 сх Rex

1Н 0,176 2,13 1085 5К 0,147 1,98 2998

- - 2,00 1693 - - 1,92 3390

- - 2,02 2123 - - 1,86 3760

- - 1,86 2539 - - 1,88 3980

- - 1,80 3222 - - 1,81 4480

- - 1,77 3662 7Н 0,123 2,29 1211

- - 1,74 3924 - - 2,06 1814

- - 1,71 4377 - - 1,96 2221

2К 0,176 2,16 1328 - - 1,98 2792

- - 1,86 2226 - - 1,91 3241

- - 1,87 2609 - - 1,89 3685

- - 1,9 2988 - - 1,82 4223

- - 1,86 3325 - - 1,80 4789

- - 1,85 3867 8К 0,123 2,12 1366

- - 1,81 3924 - - 2,04 2016

- - 1,79 4162 - - 2,01 2086

зн 0,207 1,99 1195 - - 1,91 2876

- - 2,24 1370 - - 1,99 2951

- - 1,99 1794 - - 1,88 3456

- - 1,88 2175 - - 1,87 4017

- - 1.95 2378 - - 1,85 4017

- - 1,90 2878 - - 1,77 4560

- - 1,82 2946 - - 1,77 4812

- - 1,83 3235 12Н 0,097 2,22 1394

4Н 0,147 2,23 1253 - - 1,99 2263

- - 2,03 1468 - - 1,98 2638

- - 2,03 2132 - - 1,84 3451

- - 1,87 2315 - - 1,81 3718

- - 1,85 3231 - - 1,81 4307

- - 1,80 3535 - - 1,79 4307

- - 1,78 4209 - - 1,74 4971

- - 1,74 4274 - - 1,74 5123

- - 1,72 4658 - - 1,73 5303

5К 0,147 2,10 1940 13К 0,097 2,26 1520

- - 2,02 2114 - - 2,11 1950

- - 2,06 2600 - - 2,13 2357

Продолжение таблицы В. 1

№ сети Р0 сх № сети СХ

13К 0,097 1,97 2885 18Н 0,145 2,16 1632

- - 1,91 3386 - - 2,09 1899

- - 1,83 4055 - - 2,12 1936

- - 1,84 4256 - - 2,10 2051

- - 1,78 4957 19Н 0,0855 2,02 2533

- - 1,75 5228 - - 2,00 3196

14Н 0,194 2,16 1286 - - 1,97 3196

- - 2,20 1330 - - 1,89 3724

- - 2,14 1592 - - 1,83 4256

- - 2,12 1660 - - 1,83 4256

- - 2,06 1786 21Н 0,0535 1,74 3269

15Н 0,114 2,11 1445 - - 1,68 3334

- - 1,92 1747 - - 1,70 3811

- - 2,05 2219 - - 1,64 3952

- - 1,88 2648 - - 1,66 4284

- - 1,81 3176 - - 1,58 4517

- - 1,81 3327 - - 1,57 4854

- - 1,77 3910 - - 1,56 5097

- - 1,74 4113 - - 1,58 5392

- - 1,75 4327 - - 1,53 6009

16Н 0,212 2,48 1072 - - 1,52 6285

- - 2,28 1186 - - 1,50 6669

- - 2,25 1425 22Н 0,107 2,02 1347

- - 2,26 1453 - - 1,92 1408

- - 2,15 1629 - - 1,88 1768

17Н 0,0726 2,16 1211 - - 1,85 1899

- - 2,20 1328 - - 1,84 2090

- - 2,03 1847 - - 1,83 2253

- - 2,08 2179 - - 1,80 2327

- - 2,04 2801 - - 1,76 2567

- - 1,98 3722 23Н 0,0630 1,88 3,005

- - 1,92 4134 - - 1,77 3747

- - 1,86 4751 - - 1,70 4216

- - 1,90 4892 - - 1,70 4406

- - 1,86 5341 - - 1,63 4740

- - 1,79 5607 - - 1,64 4903

- 1,78 5813 - - 1,61 5339

18Н 0,145 2,17 1155 24Н 0,117 2,01 1156

- - 2,12 1534 - - 1,98 1282

Окончание таблицы В. 1

№ сети F0 Сх Rex № сети F0 Сх Rex

24Н 0,117 1,89 1620 25Н 0,033 1,58 7239

- - 1,88 1695 26Н 0,066 2,15 1174

- - 1,86 1879 - - 2,14 1293

- - 1,85 2010 - - 2,08 1646

- - 1,79 2172 - - 2,03 1740

25Н 0,033 2,24 1085 - - 1,95 1959

- - 1,97 1785 - - 1,90 2158