Алексей Олегович Ражев – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник
Калининград
Aleksey O. Razhev – Candidate of Technical Sciences, Leading Research Fellow
Kaliningrad
Александр Алексеевич Недоступ – кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой промышленного рыболовства
Калининград
Aleksandr A. Nedostup – Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Commercial Fisheries
Kaliningrad
Павел Владимирович Насенков – кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры промышленного рыболовства
Калининград
Pavel V. Nasenkov – Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer of the Department of Commercial Fisheries
Kaliningrad
Карина Витальевна Коновалова – кандидат технических наук, ведущий инженер кафедры промышленного рыболовства
Калининград
Karina V. Konovalova– Candidate of Technical Sciences, Leading Engineer of the Department of Commercial Fisheries
Kaliningrad
В статье представлена математическая модель для оценки влияния ориентации ячеи по отношению к потоку жидкости в осесимметричных сетных инженерных конструкциях в условиях гидроподпора на форму и нагрузки в конструкции на примере тралового мешка с уловом. Новизна подхода заключается в упрощении задачи путем сведения трехмерной проблемы к расчету в двухмерной системе координат. Это значительно снижает трудоемкость вычислений, ускоряет процесс моделирования и позволяет быстрее получать результаты. Авторами проведено численное моделирование на разработанной программе для ЭВМ, результаты которого были сопоставлены с данными натурного эксперимента в гидроканале. Эксперимент показал, что при ориентации ячеи под углом 90 градусов к потоку (T90) минимальный диаметр тралового мешка увеличивается до 29,0 мм по сравнению с 21,6 мм при T0. Это изменение формы повышает селективность и улучшает качество улова, минимизируя повреждения. Согласованность результатов моделирования с реальными экспериментами подтверждает надежность подхода. Модель учитывает ключевые факторы: гидродинамические силы сопротивления, действующие на сеть; жесткостные характеристики веревок, описываемые законом Гука (упругая деформация); внешнее воздействие улова, моделируемое как полусфера с равномерным давлением. Это обеспечивает реалистичное представление деформации сети во время буксировки трала, имитируя реальные условия рыболовства. Для расчетов используются уравнения, описывающие геометрию конструкции, распределение сил и объемов, которые решаются методом Левенберга-Марквардта. Область применения: научные исследования, учебный процесс, проектирование и эксплуатация рыболовных тралов, системы виртуальной реальности.
The article presents a mathematical model for assessing the influence of mesh cell orientation relative to the fluid flow in axisymmetric mesh engineering structures under hydrodynamic backpressure conditions on the shape and loads in the structure, using the example of a trawl codend with a catch. The novelty of the approach lies in simplifying the problem by reducing the three-dimensional issue to calculations in a two-dimensional coordinate system. This significantly reduces the computational complexity, speeds up the modeling process, and allows for faster result acquisition. The authors conducted numerical simulations using a developed computer program, the results of which were compared with data from a full-scale experiment in a towing tank. The experiment showed that with the mesh shape oriented at a 90-degree angle to the flow (T90), the minimum diameter of the trawl codend increases to 29.0 mm, compared to 21.6 mm at T0. This shape change improves selectivity and enhances catch quality by minimizing damage. The consistency of the simulation results with real experiments confirms the reliability of the approach. The model accounts for key factors: hydrodynamic drag forces acting on the net; stiffness characteristics of the ropes, described by Hooke's law (elastic deformation); and the external impact of the catch, modeled as a hemisphere with a uniform pressure. This provides a realistic representation of net deformation during trawl towing, simulating real fishing conditions. The calculations use equations describing the geometry of the structure, force distribution, and volumes, which are solved using the Levenberg-Marquardt method. Applications include scientific research, educational processes, design and operation of fishing trawls, and virtual reality systems.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.