单锚张纲张网起源于上世纪80年代,江苏为保护大黄鱼、小黄鱼、银鲳等具有重要经济价值的渔种,以鮟鱇网为基础,改革而来。90年代以后,对帆张网渔具不断进行优化,渔具作业性能不断提高,帆张网生产技术日趋成熟。帆张网作业的优点不断凸显。帆张网以其网具规模大、单船可载数量高、能耗低、效益高、渔获效率高、产量高的等优点受到渔民们的广泛好评。然而,传统张纲张网在实际生产作业中还除了存在渔场面积过大、捕捞强度过高、渔具选择性差等问题,此外由于渔具网口结构简单,在作业过程中易造成网口网衣皱褶、受力不均并引起网衣破损、移锚等问题。本文针对主要针对网衣破损、移锚问题,提出并试验了一种新型网口结构:对传统张网网口网衣进行剪裁、形成“有翼”结构,并通过数值模拟的方法,结合模型试验试验和海上实测,对试验网和对照网作业状况和扩张性能进行比较。使用经济作业中最为常用的单锚张纲张网(230m×180m)作为对照网,静水池模型试验于2012年3月28-29日在中国水产科学研究院东海水产研究所静水池中开展,遵循田内准则,对照网大、小尺度比分别采用25和3.73,试验网I(网口剪裁斜率为1:5)大、小尺度比分别采用25和3.95。在模型试验中,测量了在不同速度下测试网口(网口高度、网口宽度)的扩张度、网具阻力,观察网具工况。数值模拟方法以集中质量法为基础建立帆张网动力学模型,并通过网目群化方法对试验网I、II、Ⅲ(网口网衣剪裁斜率分别为1:5、1:7和1:3)和对照网进行简化,然后利用MATLAB软件对两种网具进行数值模拟。数值模拟中,针对网具总阻力和网口扩张性能以及张网局部张力进行了测量,最后通过MATLAB绘图功能,对帆张网的空间形状进行3D虚拟呈现。除此以外,通过2个阶段的海上实测,,观察试验网与对照网的作业工况,统计网具的破网率。通过三种方法对照网和试验网综合比较,得到如下结论:(1)数值模拟结果中,网具总阻力和网口扩张与水流大小有关。水流越大,网具总阻力越大,网口扩张面积越小;网口受到水流后会向外扩张,然后向内收拢,直至最后保持稳定。(2)数值模拟结果中,网口剪裁斜率采用1:3,相较于对照网,网具总阻力平均减小2.04%,被网张力减少16.59%,网口扩张面积减小14.61%;网口剪裁斜率采用1:5,相较于对照网,网具总阻力平均减小3.48%,网口扩张面积减小16.98%,被网张力减小18.03%;网口剪裁斜率采用1:7,相较于对照网,网具总阻力平均减小6.23%,被网张力减少22.29%,网口扩张面积减小26.23%。(3)模型试验中,网口斜率采用1:5,相较于对照网,网具总阻力平均减小5.12%,网口扩张面积减小16.80%。(4)经比较,对照网与试验网数值模拟结果和模型试验结果,网具总阻力相差不到4%,网口高度和宽度相差不到11%,数值模拟的方法可以较好地模拟帆张网渔具在恒定水流下的作业状况和扩张性能;(5)海上观察结果显示,对照网破网率为12%;试验网破网率为4%。分析数值模拟、模型试验、海上实测结果,试验网较对照网,网口网衣扩张、网具总体工况较对照网得到改善,网具阻力有所降低;海上生产试验同时也证实了网口的结构优化措施可有效降低张网的破网率。试验网网口剪裁会导致网口扩张面积减小,因此在进行帆张网网口优化时应采取一个合适的剪裁斜率,本研究建议斜率选取1:5左右为宜。