Гидромеханика тралового мешка: расчет формы и нагрузок при различной ориентации ячей в потоке жидкости

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.

1. Digre, H. Effect of trawling with traditional and ‘T90’ trawl codends on fish size and on different quality parameters of cod Gadus morhua and haddock Melanogrammus aeglefinus / H. Digre, U. J. Hansen, U. Erikson // Fish Sci. – 2010. – Vol. 76. – P. 549–559.

2. Коновалова, К. В. Оценка сопротивления траловых мешков с делью Т0, Т90 / К. В. Коновалова. – DOI: 10.24143/2073-5529-2025-1-102-111 // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство. – 2025. – № 1. – С. 102–111.

3. Ражев, А. О. Механика сетных орудий внутреннего и прибрежного рыболовства: автореферат дис. ... на соискание учен. степени кандидата техн. наук : спец. 05.18.17 / Ражев Алексей Олегович: Калинингр. гос. техн. ун-т. – Калининград, 2020. – 20 с.

4. Hoerner, S. F. Fluid-Dynamic Drag: Practical Information on Aerodynamic Drag and Hydrodynamic Resistance / S. F. Hoerner. – Bricktownship, NJ, 1965. – 455 p. 5. Hossain, M. A. Geometric Modeling of Truncated Pyramids in Engineering Design / M. A. Hossain, A. B. M. Saiful Islam // Journal of Engineering and Applied Sciences. – 2010. – Vol. 5, № 2. – P. 45–52.