摘要：保证养殖水体适宜的溶氧浓度对养殖鱼类的健康生长至关重要。为满足养殖工船超大封闭水体及高密度养殖的需氧要求,以氧锥作为研究对象,建立氧锥尺寸模型,根据双膜理论与菲克定律以及增氧机增氧能力试验标准,开展氧锥增氧性能试验。结果显示:氧锥出口的溶氧质量浓度能达到40 mg/L,超饱溶氧接近400%,实现超高溶氧饱和度;在氧气进气量为7.6 m^(3)/h,氧锥操作压力为0.07~0.25 MPa条件下,增氧能力受操作压力影响不明显,但是最佳进气量范围受操作压力影响显著。操作压力越大,当氧气进气量增大时,越不容易形成大气泡析出水面,从而保持较高的氧气利用率;在氧气进气量大于6.5 m^(3)/h,操作压力为0.07~0.25 MPa,每个养殖舱配置1个氧锥能满足养殖舱氧量需求。该研究为大型养殖工船增氧设备的工程设计及稳定高效运行提供了基础数据。

摘要：欧式围网是海洋捕捞中上层鱼类效率最高的围网渔法之一。研究了理网与起网传动控制协同性技术,以保障欧式围网高效连续起网作业。以某新型40 m欧式围网示范渔船上的起网与理网适配需求为基础,采用负载敏感控制技术设计起网理网机液压传动控制系统,构建“渔具负载-起网速度”阻力特性模型,基于液压负载敏感和电液恒功率控制的双闭环反馈控制系统,以协同控制围网起网理网机自适应工作负载,并通过AMESim软件对起网理网机负载敏感液压传动控制系统进行仿真。结果显示:起网理网机负载敏感液压传动控制系统可以自适应围网起网渔具负载变化,自动调节理网速度实现恒功率理网,实现连续起网作业。相比传统液压系统传动的起网理网机,在相同海况下,起网效率提高32.78%。本研究涉及的液压负载敏感传动控制技术为欧式围网渔业高效捕捞提供了解决方案。

摘要：鱼类养殖过程中的大小分级有利于生长管理和饲料控制,提高养殖效益。针对目前国内活鱼分级劳动强度大、效率低等问题,设计了一种导向式活鱼分级装置,介绍了该分级装置的结构组成及工作原理,并对鱼体输送机构进行力学分析和参数设计。基于鱼类体质量和体型参数关系,测定了试验鲫鱼形态数据,并运用幂函数拟合方法得到鲫鱼体厚与体质量关系方程,作为分级通道间距设定依据。分级时通过调节分级通道两侧导鱼板之间的间距,设定分级通道适合待分级鱼的规格要求,利用鱼的体厚,通过分级通道实现分级。开展了活鱼分级性能试验,分级鱼体质量范围为0.14~0.33 kg,鱼体厚度范围为30~39 mm,并对进鱼输送速度为0.15、0.20、0.25 m/s三种条件下分别进行分级测试和效果分析。试验结果显示,在正常条件下分级准确率可以达到90%以上,合适的输送速度和分级通道间距设定效率更高。研究表明,该导向式分级装置能够快速、准确地对活鱼进行分级,提高养殖过程机械化作业效率。

摘要：为响应联合国粮农组织(FAO)提出的“蓝色倡议”和海洋经济可持续发展要求,降低某40 m远洋围网渔船整个营运周期的能耗和运营成本,提高远洋渔船的能效管理技术水平,本研究依托渔船数字化研发平台,基于雷诺平均方程法(RANS),运用计算流体力学(CFD)分析软件STAR-CCM+对该远洋围网渔船不同吃水、不同纵倾状态下的船舶阻力进行仿真计算,分析其阻力的变化规律并寻找不同吃水不同航速下的最佳纵倾角度,针对围网渔船完整营运周期中关键工况点的排水量和航速需求,建立全工况最佳纵倾操作手册和主机功率的经济性选择方案,并通过船舶正浮状态和最佳纵倾状态能耗对比计算验证纵倾优化的实际节能效果。研究结果可为同类型远洋渔船的节能减排优化设计和运营管理提供案例参考。

摘要：为了进一步研究封闭式循环水养殖系统在海水鱼育苗生产过程中应用的可行性,采用物质平衡相关原理,结合循环水养殖水处理设施设备构建技术,优化了水处理工艺流程并设计了生物滤器体积与循环量等关键参数,构建了一套封闭式可控型循环水育苗系统。设计了2路水处理环路,集成构建了育苗池双排水、竖流沉淀、移动床生物过滤等高效水处理技术和装备。使用该育苗系统开展虎龙杂交斑(Epinephelus lanceolatus♂×***♀)育苗试验,重点考虑溶氧、pH和氨氮3个水质指标及全长、体质量和出苗率3个生长指标。结果显示:仔稚鱼生长情况良好,平均全长(75.1±0.55)mm,平均体质量(9.2±0.42)g,出苗率16.28%。水质检测结果显示:温度26.8~27.7℃,溶氧6.6~7.2 mg/L,pH平均为8.31、总氨氮平均质量浓度为(0.183±0.191)mg/L,水质情况良好。经济性分析结果显示:单茬利润1.86万元,年利润5.58万元(按1年3茬计),具有良好的经济效益。该研究可为工厂化循环水育苗系统应用及推广提供技术支持。

摘要：水质检测是深远海集约化养殖的重要环节,水质好坏直接影响着鱼类的生长。目前,水质检测的主要方式是构建水质监测网络系统和人力采集水样检测,这些检测方式存在操作复杂且效率低、作业区域受限、监测周期长等问题。为此,研发设计了一款用于养殖工船水质检测的作业型水下机器人。首先提出水质检测系统和水下机器人系统的总体设计方案。然后利用Solidworks建模软件对水下机器人机械结构进行整体设计,外壳采用流线型结构,其上搭载抽水管口,采用水平2个和垂直4个推进器布局设计,保证水下机器人能够自由运动;基于Ansys软件对机器人的外壳、固定结构和耐压舱等进行应力数值模拟,并结合理论计算对机器人的设计进行完善。最后完成机器人样机软件调试以及性能、自由度和水质检测等水下试验测试。结果表明:水下机器人的密封性、自由度、抽水检测等性能试验均满足工作要求,可以达到对指定位置进行分层和定点水质采样,所获得的水质检测数据可为水产养殖提供数据参考。

摘要：鱼苗数量的精准统计对提升苗种品质评价、养殖密度估算、鱼苗销售等环节的智能化水平具有重要作用。针对大菱鲆鱼苗个体小、透明度高以及体型不规则等影响计数精准度的问题,提出了一种基于ResNet34的大菱鲆鱼苗识别计数方法。首先,设计了一套适用于微小目标计数需要的图像采样装置,采用图像预处理方法实现鱼苗前景分割和初步定位。为了有效统一样本空间和待识别目标空间,利用最小外接矩规则化初步定位前景图像,构建图像样本集。大菱鲆鱼苗识别阶段,利用相同预处理方法获取待识别目标区域,并引入ResNet34模型作为识别模型实现待识别目标区域苗种识别;最后,通过统计所有待识别目标识别数量结果实现大菱鲆苗种计数。结果显示:本方法在微小鱼苗识别计数方面取得了较好的精度,利用ResNet34模型的大菱鲆鱼苗的识别平均准确率达到94.27%,比基于SVM方法(识别精度85.8%)和AlexNet(识别精度87.04%)方法识别精度分别提高7.4个百分点和8.64个百分点,优于ResNet18(识别精度93.21%)和ResNet50(识别精度93.83%)等相似结构的识别效果。本模型鱼苗计数的平均准确率达到96.28%。研究表明,提出的样本集构建和识别方法能够满足微小目标计数需求,可为鱼类苗种计数提供了技术借鉴。

摘要：优质的海水是深远海集约化养殖成功的前提,提升养殖水体的溶解氧对于高密度养殖至关重要。增氧锥是养殖水体最高效的增氧设备之一。针对深远海养殖工船空间紧凑的现状,对增氧锥外形进行优选,并开发相关配件,以达到高效增氧和节约空间的目的。采用流体仿真技术,利用其文丘里结构产生的射流、偏流、回流现象获得增氧效果;通过设计开发微孔曝气射流装置,借助微气泡原理和二次射流效果,进一步提升了增氧锥中氧气溶于水的效率。流体仿真软件结果显示,在其他条件相同的情况下,增氧锥截面角度为28°时,液速峰值最高,产生的溶解氧效果最佳;有无曝气管射流的对比实验结果显示,加装曝气管的增氧锥增氧速度较快,该配件对于增氧锥的作业有良好的辅助功能,具有较好的应用价值。

摘要：针对水产养殖尾水低碳氮比导致脱氮除磷效率不高的问题,研制了基于3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯共聚物(PHBV)/火山岩/黄铁矿协同耦合的生物过滤装置,并对其处理养殖尾水的效果进行了分析。设计了2组不同滤料填充量的过滤装置,柱1装置从上至下依次填充黄铁矿15 cm、混合滤料15 cm和火山岩5 cm,柱2装置填充黄铁矿10 cm、混合滤料15 cm和火山岩10 cm,分析了不同填料质量比对脱氮除磷效率的影响。结果表明,柱2装置对硝酸盐氮的平均去除率达到了97.8%,显著高于柱1装置(p<0.05),而柱2对磷酸盐的平均去除率低于柱1,平均去除率仅为35.0%。增加火山岩质量比有助于提升装置对硝酸盐的去除效率,而增加黄铁矿质量比有助于提高装置对磷酸盐的去除效率。当溶解氧浓度在1.2~1.5 mg/L之间时,装置可以同时进行脱氮除磷。综上所述,采用PHBV/火山岩/黄铁矿协同强化处理工艺可以实现养殖尾水中氮磷等营养盐的同步去除,为解决养殖尾水深度净化问题提供了新方法。

摘要：针对河蟹蟹脚人工壳肉分离劳动强度大、效率低下且蟹肉易污染等问题,设计了一种辊筒挤压式蟹脚壳肉分离装置。该装置通过倾斜的输送滑道将蟹脚输送到一对直径相同、转动方向相反,转速相同的圆柱辊筒之间,利用其挤压作用完成蟹脚的壳肉分离。为确定蟹脚壳肉分离装置的最佳工作参数,以分离效率、得肉率及蟹肉品质为性能指标,以送料角度、辊筒间隙和辊筒转速为影响因素对样机开展了正交试验。结果表明:影响壳肉分离效率的极显著因素为辊筒转速,送料角度和辊筒间隙影响不显著;影响得肉率的极显著因素为辊筒间隙,显著因素为送料角度,辊筒转速影响不显著;影响蟹肉品质的极显著因素为辊筒间隙,送料角度和辊筒转速影响不显著。试验结果表明:最佳工作参数为:送料角度40?,辊筒转速35 r/min、辊筒间隙1.2 mm,在此最优组合参数下,分离率23.1 kg/h,得肉率98.5%,蟹肉品质8.9分,该研究可为后续的设计优化与性能提高提供参考。