Các đánh giá về tính đồng dạng trong thi công và kiểm định mô hình ngư cụ

Để mô hình và nguyên mẫu được xem là đồng dạng theo Fridman (1973) phải thoả mãn 6 điều kiện như sau:

1. Các đường viền trong bản vẽ mô hình phải đồng dạng về hình học và các tỉ số diện tích phần chỉ lưới chiếm chổ phải bằng với tỉ số của nguyên mẫu, nghĩa là: Esm = Esp.
2. Các điều kiện biên trong thí nghiệm mô hình so nguyên mẫu khi có dòng chảy nên theo tiêu chuẩn đồng dạng thủy động lực đã có trong thực tế.
3. Các điều kiện ban đầu của vận động (hình dạng, tốc độ, hướng ở thời điểm T = 0) của mô hình và nguyên mẫu cũng phải theo tiêu chuẩn đồng dạng đã có trong thực tế.
4. Các tham số tỉ lệ của các lực tác động lên mô hình và nguyên mẫu, kể cả lên các phụ tùng, cần phải giống nhau về tất cả các lực, nghĩa là: Fm/Fp = hằng số. Vì thế, số Newton (Ne) (xem mục 3.4.5) phải là như nhau đối với cả hai mô hình và nguyên mẫu, nghĩa là: Nem = Nep.
5. Với các phụ tùng tương đối nặng (cáp, xích,...) ở đó lực trọng trường cũng là một nhân tố ảnh hưởng thì số Froude khái quát (Fr) (xem mục 3.4.6) phải như nhau ở cả mô hình và nguyên mẫu, nghĩa là: Frm = Frp.
6. Trường hợp có sự vận động tăng hoặc giảm tốc thì số Strouhal (Sr), (xem mục 3.4.7) cũng phải bằng nhau, nghĩa là: Srm = Srp đối với đồng dạng động lực học.

Trong thiết kế mô hình, đồng dạng hình học so với nguyên mẫu thì được xét qua các kích thước tổng. Tuy nhiên, ta có thể sử dụng tham số về cỡ mắt lưới(m), độ thô(Dt) và hệ số rút gọn (U) để tính tỉ số diện tích phần chỉ chiếm chổ (E_s) của cả hai mô hình và nguyên mẫu là bằng nhau, nghĩa là: Esm=Esp. Áp dụng công thức (2.9), ta có:

Esm=Ekm.DtmEum.m1m=Ekp.DtpEup.m1p=Esp size 12{E rSub { size 8{ ital "sm"} } = { {E rSub { size 8{ ital "km"} } "." D rSub { size 8{ ital "tm"} } } over {E rSub { size 8{ ital "um"} } "." m rSub { size 8{1m} } } } = { {E rSub { size 8{ ital "kp"} } "." D rSub { size 8{ ital "tp"} } } over {E rSub { size 8{ ital "up"} } "." m rSub { size 8{1p} } } } =E rSub { size 8{ ital "sp"} } } {}(3.9)

ở đây: m1 = 2a lá kích thước 2 cạnh mắt lưới kéo căng.

Tỉ số diện tích chỉ lưới chiếm chổ (Es) mà ở đó các lực thủy động trên một đơn vị diện tích lưới phụ thuộc vào nó có thể đạt được bởi các kết hợp của m1, Dt, Ek và Eu khác nhau. Điều kiện này sẽ đơn giản bớt đi việc chuẩn bị cho lưới mô hình bởi không nhất thiết phải dùng lưới có cở mắt lưới quá nhỏ và mịn. Thậm chí lưới mô hình cũng có thể làm giống như lưới nguyên mẫu.

Từ công thức (3.9), chia biểu thức thứ 2 cho biểu thức thứ 3, ta được tiêu chuẩn đồng dạng hình học cho lưới.

DtpDtm.m1mm1p.EumEup=1 size 12{ { {D rSub { size 8{ ital "tp"} } } over {D rSub { size 8{ ital "tm"} } } } "." { {m rSub { size 8{1m} } } over {m rSub { size 8{1p} } } } "." { {E rSub { size 8{ ital "um"} } } over {E rSub { size 8{ ital "up"} } } } =1} {} (3.10)

Trong nhiều loại ngư cụ, các phần lưới khác nhau thường có cỡ mắt lưới, độ thô và hệ số rút gọn khác nhau. Do đó, để giảm bớt việc tính toán, các giá trị khái quát tương đương cho D, m, và E mà chúng đặc trưng cho toàn bộ lưới như thể tất cả chúng làm cùng loại lưới, thì cũng có thể được áp dụng. Khi đó, trung bình cho mỗi tham số của tổng k tấm lưới được cân theo diện tích chỉ (Si) của mỗi tấm nên được áp dụng. Ở đây Di, mi, và Ei là các giá trị của các tham số trong tấm lưới thứ i, các giá trị trung bình trọng lượng được định nghĩa sau:

D¯=∑i=1kDi.Si∑i=1kSi size 12{ {overline {D}} = { { Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{k} } {D rSub { size 8{i} } } "." S rSub { size 8{i} } } over { Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{k} } {S rSub { size 8{i} } } } } } {} (3.11); m¯=∑i=1kmi.Si∑i=1kSi size 12{ {overline {m}} = { { Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{k} } {m rSub { size 8{i} } } "." S rSub { size 8{i} } } over { Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{k} } {S rSub { size 8{i} } } } } } {} (3.12); E¯=∑i=1kEi.Si∑i=1kSi size 12{ {overline {E}} = { { Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{k} } {E rSub { size 8{i} } } "." S rSub { size 8{i} } } over { Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{k} } {S rSub { size 8{i} } } } } } {} (3.13)

Khoảng cách giữa ngư cụ đến đáy biển (hoặc mặt nước) có thể ảnh hưởng đến hình dạng, độ lớn và hướng của các lực tác động lên ngư cụ. Chẳng hạn, lưới kéo nếu được kéo gần bề mặt của nước có thể gây ra sóng, làm tăng lực cản thủy động. Nhưng nếu được kéo ở độ sâu đủ lớn thì sóng sẽ không có và lực cản cũng giảm đi. Gần đáy biển, lực cản thủy động cũng sẽ tăng lên, và nếu lưới kéo chạm sát đáy thì lực cản ma sát sẽ xuất hiện. Vì thế, các điều kiện biên như gần bề mặt hoặc gần đáy sẽ ảnh hưởng đến hình dạng của lưới kéo khi chúng được kéo ở đó.

Do đó, trong kiểm định mô hình, các điều kiện biên cần được mô phỏng đúng với những gì nguyên mẫu gặp phải. Các điều kiện biên này có thể đạt được bằng cách giữ khoảng cách giữa mô hình và biên theo đúng tỉ lệ như nguyên mẫu ở nơi nào có thể giữ được. Do vậy, trong bố trí kiểm định các điều kiện biên nên được xem xét khi chọn tỉ lệ của mô hình. Tương tự, các khung lưới khi vận động hoặc cố định, và các phụ tùng mô hình làm việc trong điều kiện có dòng chảy cũng nên xem xét các điều kiện biên.

Một vài trường hợp, ở đó khoảng cách giữa nguyên mẫu và các biên của nó khá lớn, thì khoảng cách giữa mô hình và biên của nó có thể đươc làm nhỏ hơn so với tỉ lệ của nguyên mẫu mà vẫn không bị ảnh hưởng của điều kiện biên. Tuy nhiên, một số ngư cụ như: câu, lưới cào, lưới rùng khi làm mô hình nên có các điều kiện biên như đúng thực tế làm việc của nó.

Lưới thì ít bị ảnh hưởng điều kiện biên bởi dòng chảy không chỉ bao quanh mà còn chui qua lưới, nhưng đối với các phụ tùng cứng, đặc thì có thể bị ảnh hưởng của điều kiện biên. Thí dụ, đối với diện tích của mô hình ván lưới kéo không nên vượt hơn 3% diện tích mặt cắt của máng thí nghiệm, nhưng các mô hình lưới thì mặt cắt trực diện của lưới có thể lớn hơn 15 % mặt cắt ngang của máng thí nghiệm.

Điều kiện ban đầu cũng là một nhân tố ảnh hưởng khi các biến thể hiện trạng thái của ngư cụ bị thay đổi trong quá trình thí nghiệm, như khi vận động không ổn định. Thí dụ, trong quá trình kéo lưới đáy, các biến của nó như: hình dạng, lực cản, độ sâu dắt lưới, đường đi và tốc độ thường được giữ ổn định. Nhưng trong lưới kéo tầng giữa, do phải bám cho được đàn cá nên các biến này luôn thay đổi.

Trong nghiên cứu và chọn lựa sự vận động đúng cho mô hình thì nên chú ý các điều kiện ban đầu của nguyên mẫu, đó là: vị trí của bất cứ một điểm cần tham vấn nào (X0p) và tốc độ cần tham vấn của nó (V0p) tại thời điểm tham vấn (T0p) vào lúc nguyên mẫu bắt đầu vận động. ”Tốc độ tham vấn” là tốc độ ban đầu tại một điểm nào đó cần tham vấn trong ngư cụ, không nhất thiết phải là điểm trung tâm của ngư cụ. Các giá trị tương ứng giữa X0, V0, và T0 của nguyên mẫu và mô hình nên theo các tỉ lệ hằng số, đúng với qui tắc đồng dạng mô hình, nghĩa là:

X0pX0m=SL size 12{ { {X rSub { size 8{0p} } } over {X rSub { size 8{0m} } } } =S rSub { size 8{L} } } {}; V0pV0m=SV size 12{ { {V rSub { size 8{0p} } } over {V rSub { size 8{0m} } } } =S rSub { size 8{V} } } {}; T0pT0m=ST size 12{ { {T rSub { size 8{0p} } } over {T rSub { size 8{0m} } } } =S rSub { size 8{T} } } {}

ở đây: SL, SV và ST tương ứng là các tham số tỉ lệ về kích thước, vận tốc và thời gian.

Tính tương đồng về hình học giữa mô hình và nguyên mẫu trong quá trình hoạt động chỉ có thể được đảm bảo khi tất cả các lực có liên quan Fi có cùng tỉ lệ, đó là:

ở đây: Fi có thể biểu thị cho lực cản thủy động, hoặc trọng lượng lưới trong nước, hoặc sức nổi, hoặc lực ma sát ván trượt, v.v..

Tham số tỉ lệ của lực cản (S_F) được đánh giá theo luật Newton, luật này nói rằng: tỉ lệ của ứng suất do áp lực thủy động, hoặc số Newton áp dụng cho các diện tích chiếm chổ của lưới, thì giống hệt nhau cho cả hai mô hình và nguyên mẫu. Số Newton để được giữ không đổi là

Ne=F.mρ.V2L2.D size 12{ ital "Ne"= { {F "." m} over {ρ "." V rSup { size 8{2} } L rSup { size 8{2} } "." D} } } {} (3.17)

ở đây: F- là lực tác động lên ngư cụ; m - là cỡ mắt lưới; D - là độ thô chỉ lưới; ρ - là mật độ của chất lỏng; V - là vận tốc tương đối; và L - là kích thước đặc trưng cần tham vấn của ngư cụ (chẳng hạn, chiều dài viền chì của lưới kéo). Việc chọn các kích thước đặc trưng tham vấn của ngư cụ cần phải như nhau đối với cả mô hình và nguyên mẫu.

Luật Newton (3.17) cho ta tiêu chuẩn đồng dạng của các lực thủy động lên cả nguyên mẫu và mô hình. Tỉ lệ của các lực này, nghĩa là, tham số tỉ lệ lực cản thủy động, phải được dùng cho tất cả các lực khác tác động lên cả hai nguyên mẫu và mô hình, là phải cùng tỉ lệ. Luật Newton cần áp dụng ở những nơi lực cản thủy động là lực chính yếu gây ảnh hưởng đến ngư cụ, chẳng hạn khi ngư cụ được kéo, hoặc nơi dòng chảy đại dương ảnh hưởng đến hình dạng của lưới.

Từ (3.17) sự đồng dạng giữa nguyên mẫu và mô hình có thể được viết như sau:

chia biểu thức thứ 2 cho thứ 1, ta được:

Fp.mp.ρm.Vm2.Lm2.DmFm.mm.ρp.Vp2.Lp2.Dp=1 size 12{ { {F rSub { size 8{p} } "." m rSub { size 8{p} } "." ρ rSub { size 8{m} } "." V rSub { size 8{m} } rSup { size 8{2} } "." L rSub { size 8{m} } rSup { size 8{2} } "." D rSub { size 8{m} } } over {F rSub { size 8{m} } "." m rSub { size 8{m} } "." ρ rSub { size 8{p} } "." V rSub { size 8{p} } rSup { size 8{2} } "." L rSub { size 8{p} } rSup { size 8{2} } "." D rSub { size 8{p} } } } =1} {} hay SF.SmSρ.SV2.SL2.SD2=1 size 12{ { {S rSub { size 8{F} } "." S rSub { size 8{m} } } over {S rSub { size 8{ρ} } "." S rSub { size 8{V} } rSup { size 8{2} } "." S rSub { size 8{L} } rSup { size 8{2} } "." S rSub { size 8{D} } rSup { size 8{2} } } } =1} {} (3.18)

ở đây: các biến F, m, ρ, V, L, và D của (3.17) đều có thể được thay thế bởi các tham số tỉ lệ tương ứng của nó. Do vậy, tham số tỉ lệ về lực là:

SF=Sρ.SV2.SL2.SDSm size 12{S rSub { size 8{F} } = { {S rSub { size 8{ρ} } "." S rSub { size 8{V} } rSup { size 8{2} } "." S rSub { size 8{L} } rSup { size 8{2} } "." S rSub { size 8{D} } } over {S rSub { size 8{m} } } } } {} (3.19)

Việc nghiên cứu mô hình có bao hàm nghiên cứu chuyển động ổn định của lưới kéo, hoặc của các ngư cụ khác thì có thể được tạo dựng theo luật Newton. Điều này rất hữu ích, bởi nếu các tỉ lệ đồng dạng được chọn theo cách (3.19) sẽ rất thuận lợi cho việc kiểm định.

Trong ngư cụ, trọng lượng phao có ảnh hưởng trực tiếp đến hình dạng và ảnh hưởng gián tiếp đến độ lớn của các lực thủy động và lực ma sát tác dụng lên ngư cụ.

Nếu ở đâu mà ảnh hưởng của trọng lượng là tương đối quan trọng, thì cần phải đảm bảo số Froude một khi áp dụng cho các vật thể đặc, rắn vận động trong chất lỏng phải hệt nhau giữa nguyên mẫu và mô hình. Số Froude để được giữ là hằng số là:

Fr=ρ.V2γb.L size 12{ ital "Fr"= { {ρ "." V rSup { size 8{2} } } over {γ rSub { size 8{b} } "." L} } } {} (3.20)

ở đây: ρ - là mật độ của chất lỏng; V - là vận tốc tương đối của vật thể qua chất lỏng; L - là kích thước chiều dài đặc trưng của ngư cụ (chẳng hạn, độ thô Dt của chỉ hoặc thừng); và γblà trọng lượng riêng nổi trên đơn vị thể tích của khối vật thể trong chất lỏng được cho. Tiêu chuẩn này yêu cầu tỉ lệ về lực thủy động đối với lực trọng trường là như nhau giữa nguyên mẫu và mô hình.

Fr trong công thức (3.20) gọi là số”Froude khái quát”, nó khác với số Froude Fr=V2/(g.L) dùng cho các công trình cầu cảng, bởi vì đó là sự áp dụng đặc biệt khi có sóng hình thành gần một bề mặt tự do của chất lỏng, ở đó mật độ ρ và trọng lượng riêng γ của chất lỏng một tầm quan trọng. Ở đó, γ/ρ = g là gia tốc trọng trường.

Theo định nghĩa về trọng lượng riêng nổi (γb), ta có:

γb=WwV size 12{γ rSub { size 8{b} } = { {W rSub { size 8{w} } } over {V} } } {} (3.21)

ở đây: Ww - là trọng lượng nổi của vật thể rắn, đặc trong chất lỏng; V - là thể tích phủ ngoài của vật thể (là tích số của tiết diện và chiều dài của chỉ hoặc thừng, chẳng hạn).

Đối với chỉ hoặc thừng thì γb cho dù có cùng nguyên liệu thì cũng không giống nhau bởi thường không đồng nhất về khối lượng hoặc cấu trúc (xem Bảng 3.1). Hơn nữa, γb cũng còn liên quan đến trọng lượng riêng của chất lỏng được kiểm định. Chăng hạn, nếu ở trong nước thì trọng lượng của lưới gần như bằng với sức nổi chất lỏng và nó hơi nhẹ hơn một chút. Trong khi đó nếu kiểm định trong không khí (như trong ống gió) trọng lượng của lưới thì bằng mức trọng lượng bình thường của nó, bởi sức nổi thì không đáng kể. Do vậy, trong đánh giá ảnh hưởng của trọng lượng, thì việc kiểm định mô hình trong nước thường được ưa thích hơn, bởi ảnh hưởng của tỉ lệ sẽ nhỏ hơn. Thật ra, kiểm định mô hình trong các chất lỏng đậm đặc hơn (nước muối mặn) hoặc ít đậm đặc hơn (dầu lửa) cũng giúp đánh giá của ảnh hưởng trọng lượng lên ngư cụ rất tốt, một khi vật liệu mô hình không đạt tiêu chuẩn yêu cầu cho kiểm định trong nước.

Ảnh hưởng của trọng lượng trong nước lên cách thể hiện của một dây giềng treo lơ lững một đầu trong dòng chảy được chỉ ra trong Hình 1

Do bởi ảnh hưởng của các lực thủy động R và trọng lượng riêng của dây giềng trong nước (W_w), dây giềng sẽ hợp góc α giữa phương của nó và tốc độ dòng chảy. Góc α càng lớn hơn nếu dây giềng càng cứng hoặc lực thuỷ động càng nhỏ.

Hình 1a cho thấy, lực cản của dây giềng Rx thì bằng với thành phần sức căng ngang của nó tại điểm lơ lửng (Rx=Tx). Thành phần sức căng đứng của dây giềng tại điểm lơ lửng thì bằng trọng lượng của dây giềng trong nước trừ đi lực bổng thủy động của dây giềng (Ty=Ww –Ry).

Góc tống α của dây giềng thì dễ dàng tìm thấy qua cân bằng các thành phần lực như trong H. 1b, nghĩa là: R = Ww.cos α.

Dựa trên nguyên lý dòng chảy chéo, Hoerner (1958) đã chứng minh được:

R=Cn.Lℓ.Dℓ.ρ.(V.sinα)22 size 12{R=C rSub { size 8{n} } "." L rSub { size 8{ℓ} } "." D rSub { size 8{ℓ} } "." { {ρ "." ( V "." "sin"α ) rSup { size 8{2} } } over {2} } } {} (3.22)

ở đây: C_n ≈1,4 là hệ số lực cản của dây giềng. Cân bằng hai biểu thức này cho R, ta có:

sin2αcos2α=1cosα−cosα=WwLℓ.2Cn.Dℓ.ρ.V2≈WwLℓ.1,4Dℓ.ρ.V2 size 12{ { {"sin" rSup { size 8{2} } α} over {"cos" rSup { size 8{2} } α} } = { {1} over {"cos"α} } - "cos"α= { {W rSub { size 8{w} } } over {L rSub { size 8{ℓ} } } } "." { {2} over {C rSub { size 8{n} } "." D rSub { size 8{ℓ} } "." ρ "." V rSup { size 8{2} } } } approx { {W rSub { size 8{w} } } over {L rSub { size 8{ℓ} } } } "." { {1,4} over {D rSub { size 8{ℓ} } "." ρ "." V rSup { size 8{2} } } } } {} (3.23)

ở đây: W_w/L_ℓ là trọng lượng trên đơn vị chiều dài của dây giềng trong nước, có thể được giải theo α.

Việc ước lượng thể tích bao phủ dây viền như là

v = (π/4). D_ℓ². L_ℓ (3.24)

thì phương trình (3.21) áp dụng cho trọng lượng riêng của dây giềng là:

γ_b = 4. W_w/π. D_ℓ². L_ℓ (3.25)

Từ (3.23) và (3.25), loại bỏ W_w ta được: Sin2αCosα=π.γb.Dℓ2.Cn.ρ.V2 size 12{ { { ital "Sin" rSup { size 8{2} } α} over { ital "Cos"α} } = { {π "." γ rSub { size 8{b} } "." D rSub { size 8{ℓ} } } over {2 "." C rSub { size 8{n} } "." ρ "." V rSup { size 8{2} } } } } {}

và từ (3.20), ta có: Fr=ρ.V2γb.D1=π.cosα2.Cn.sin2α≈1,12.cosαsin2α size 12{F rSub { size 8{r} } = { {ρ "." V rSup { size 8{2} } } over {γ rSub { size 8{b} } "." D rSub { size 8{1} } } } = { {π "." "cos"α} over {2 "." C rSub { size 8{n} } "." "sin" rSup { size 8{2} } α} } approx 1,"12" "." { {"cos"α} over {"sin" rSup { size 8{2} } α} } } {} (3.26)

Đồ thị trong H. 2 cho thấy sự phụ thuộc giữa α và số Froude khái quát. Rõ ràng là đối với Fr <100 thì ảnh hưởng của trọng lượng lên hình dáng của lưới và thừng là đáng kể, khi đó số Froude cần phải được đánh giá khi định kiểm tra mô hình. Đối với Fr >100 thì ảnh hưởng của trọng lượng lên hình dạng lưới và thừng có thể được bỏ qua. Chú ý rằng đối với dây giềng và chỉ, thì đường kính (Dt) là kích thước đặc trưng cho số Froude.

Sự phụ thuộc của Số Froude khái quát đến góc tống của dây viền

Chủ đề này đã được giới thiệu trong mục 3.4.4 khi ta đánh giá các điều kiện vận động ban đầu đối với nguyên mẫu và mô hình của nó.

Lưới vây rút chì là điển hình cho kiểu vận động không ổn định này. Đặc trưng chủ yếu của vận động này phụ thuộc phần lớn vào lực trọng trường, lực này làm cho lưới chìm đến độ sâu đánh bắt của nó. Khi đó, cả 3 điều kiện đồng dạng, gồm: số Newton (Ne), số Froude (Fr) và số Strouhal (Sr) giữa mô hình và nguyên mẫu cần phải được thoả mãn, và chúng cũng phải bao gồm cả điều kiện ban đầu. Do đó, để đạt được các giá trị số học của các tiêu chuẩn đồng dạng này cần phải xem xét các toạ độ của điểm tham vấn (X0) và tốc độ của điểm tham vấn này (V0) vào thời điểm bắt đầu vận động (T=T0). Nếu đồng dạng giữa nguyên mẫu và mô hình mà đạt được vào lúc bắt đầu của vận động, khi đó sự tương đồng này sẽ luôn được bảo toàn suốt quá trình vận động.

Đối với trường hợp vận động của lưới kéo trong thí dụ 3.6, tốc độ Vm của mô hình thì được chọn theo tiêu chuẩn Froude (3.28). Nhưng đối với lưới vây rút chì, tốc độ chìm của mô hình thì phụ thuộc vào hình dạng lưới, loại lưới và điều kiện vận động ban đầu. Từ (3.28) ta có tốc độ ban đầu của mô hình theo tiêu chuẩn Froude là:

V0m=V0p.γmγp.DmDp.ρpρm size 12{V rSub { size 8{0m} } =V rSub { size 8{0p} } "." sqrt { { {γ rSub { size 8{m} } } over {γ rSub { size 8{p} } } } "." { {D rSub { size 8{m} } } over {D rSub { size 8{p} } } } "." { {ρ rSub { size 8{p} } } over {ρ rSub { size 8{m} } } } } } {} (3.29)

và tại bất cứ thời điểm chìm nào, tốc độ chìm của mô hình sẽ là:

Vm=Vp.γmγp.DmDp.ρpρm size 12{V rSub { size 8{m} } =V rSub { size 8{p} } "." sqrt { { {γ rSub { size 8{m} } } over {γ rSub { size 8{p} } } } "." { {D rSub { size 8{m} } } over {D rSub { size 8{p} } } } "." { {ρ rSub { size 8{p} } } over {ρ rSub { size 8{m} } } } } } {} (3.30)

Nếu mô hình được kiểm định trong nước và cùng nguyên liệu với nguyên mẫu (S_γ=S_D=S_ρ=1) nên V0m=V0p và Vm=Vp. Để thoả mãn tiêu chuẩn Froude trong trường hợp này, tốc độ mô hình phải bằng tốc độ nguyên mẫu và S_v = 1.

Lúc bắt đầu vận động cũng là lúc lưới vây chạm mặt nước, khi đó sẽ phụ thuộc rất lớn vào các thành tố của hệ thống lưới, như: hệ số rút gọn, trọng lượng giềng chì, độ cao mạn tàu, tốc độ chìm ban đầu V0p. Do vậy, để mô phỏng giống như hệ thống nguyên mẫu thì V0m tính theo tiêu chuẩn Froude (3.29) phải được xem xét.

Theo tiêu chuẩn đồng dạng động lực học, thời gian tương ứng giữa mô hình và nguyên mẫu có thể được tính toán qua số Strouhal của cả mô hình và nguyên mẫu.

Sr=V.TL size 12{ ital "Sr"= { {V "." T} over {L} } } {} (3.31)

ở đây: T là thời gian tính từ lúc bắt đầu.

Số Strouhal để được giữ không đổi có thể diễn tả như sau: Vp.TpLp=Vm.TmLm size 12{ { {V rSub { size 8{p} } "." T rSub { size 8{p} } } over {L rSub { size 8{p} } } } = { {V rSub { size 8{m} } "." T rSub { size 8{m} } } over {L rSub { size 8{m} } } } } {}

ở đây: Tp và Tm là các thời gian tương ứng giữa nguyên mẫu và mô hình,

Hoặc có thể diễn tả về phương diện các tham số tỉ lệ là:

SV.STSL=1 size 12{ { {S rSub { size 8{V} } "." S rSub { size 8{T} } } over {S rSub { size 8{L} } } } =1} {} (3.32)

Do vậy, theo tiêu chuẩn này, tham số tỉ lệ đối với thời gian là:

ST=SLSV size 12{S rSub { size 8{T} } = { {S rSub { size 8{L} } } over {S rSub { size 8{V} } } } } {} (3.33)

Trong các trường hợp trên, ở đó S_V = 1, nên công thức (3.33) yêu cầu rằng S_T = S_L, nghĩa là, tham số tỉ lệ thời gian thì phải bằng nhau tương ứng với các tham số kích thước. Nói chung, từ công thức (3.29) đến (3.33) thời gian đối với nguyên mẫu thì được cho theo:

Tp=Tm.LpLm.γmγp.DmDp.ρpρm size 12{T rSub { size 8{p} } =T rSub { size 8{m} } "." { {L rSub { size 8{p} } } over {L rSub { size 8{m} } } } "." sqrt { { {γ rSub { size 8{m} } } over {γ rSub { size 8{p} } } } "." { {D rSub { size 8{m} } } over {D rSub { size 8{p} } } } "." { {ρ rSub { size 8{p} } } over {ρ rSub { size 8{m} } } } } } {} (3.34)

Do đó, nếu có sự thay đổi trong độ sâu của lưới vây mô hình H_m như là một hàm của thời gian Tm cho trước, ta dễ dàng tìm ra độ sâu Hp cho nguyên mẫu ở thời điểm tương ứng Tp. Giả sử rằng S_H = S_L, khi đó:

H_p = H_m. S_L

Tương tư đặc tính như vậy, thì bán kính bao vây (rp) của nguyên mẫu cũng có thể được tính tại bất kỳ thời điểm nào như sau.

r_p = r_m. S_L

Ảnh hưởng tỉ lệ được định nghĩa là sự khác biệt giữa các giá trị của các biến trong ngư cụ thật sự với các biến tương ứng được ước lượng từ kiểm định mô hình. Độ lớn của ảnh hưởng tỉ lệ lên các biến khác nhau phụ thuộc vào việc thiết kế, lắp ráp mô hình và tiến trình kiểm định. Đặc biệt là mức độ đồng dạng cỡ nào khi được quan sát.

Trong thực tế, tiểu chuẩn đồng dạng chỉ có thể thỏa mãn một phần nào đó thôi, hệ quả là có sự không thống nhất giữa các giá trị được tính toán từ kết quả kiểm định mô hình và các giá trị tương ứng được đo đạc từ ngư cụ thực tế.

Một trong những điều kiện thường được thấy đó là tiêu chuẩn Reynolds (đã được giải thích trong mục 2.1.2.5), tiêu chuẩn này đòi hỏi phải tương tự nhau về dòng chất lỏng, tỉ lệ của các lực quán tính chất lỏng đến các lực ma sát chất lỏng cần phải là như nhau trong mô hình và nguyên mẫu. Đó là:

Re=L.Vν size 12{"Re"= { {L "." V} over {ν} } } {} (3.38)

ở đây: L - là một kích thước đặc trưng của ngư cụ; V - là tốc độ của ngư cụ trong nước; và ν - là hệ số nhớt động học của chất lỏng.

Nếu mô hình được kiểm định là cùng môi trường với nguyên mẫu , chẳng hạn là nước, khi đó: νp=νm và Lp.Vp=Lm.Vm

Khi đó, theo tiêu chuẩn Reynolds, tốc độ của mô hình sẽ là:

Vm=Vp.LpLm size 12{V rSub { size 8{m} } = { {V rSub { size 8{p} } "." L rSub { size 8{p} } } over {L rSub { size 8{m} } } } } {} (3.39)

và tốc độ này cần phải cao hơn tốc độ nguyên mẫu bởi ngư cụ thưc tế lớn hơn mô hình. Điều này thì không thể chấp nhận được bởi như thế mô hình sẽ sớm bị phá hỏng đi bởi các lực thủy động và các lực khác có liên quan trước khi nó đạt được tốc độ yêu cầu.

Tuy nhiên, khi xem xét cẩn thận vấn đề này có liên hệ với kết cấu của lưới đánh bắt, Fridman (1973) đã chỉ ra rằng, chính đường kính của chỉ (Dt), chứ không phải tổng kích thước lưới, nên được áp dụng trong số Reynolds như là một kích thước đặc trưng của ngư cụ. Khi đó, tiêu chuẩn Reynolds (3.38) đối với các yêu cầu lưới là:

Ret=Dt.Vν size 12{"Re" rSub { size 8{t} } = { {D rSub { size 8{t} } "." V} over {ν} } } {} (3.40)

ở đây: Dt là độ thô của chỉ nên tương tự nhau giữa nguyên mẫu và mô hình. Thế vào (3.39) ta được:

Vm=Vp.DpDm size 12{V rSub { size 8{m} } = { {V rSub { size 8{p} } "." D rSub { size 8{p} } } over {D rSub { size 8{m} } } } } {} (3.41)

Từ công thức (3.41) ta có tốc độ mô hình thấp hơn nhiều so với (3.39) và có thể thỏa mãn yêu cầu. Việc quan sát tiêu chuẩn đồng dạng liên quan đến tỉ số diện tích chiếm chổ của chỉ lưới (xem mục 3.4 và 3.4.2) các mô hình có thể được làm cùng loại lưới như nguyên mẫu, dễ dàng thỏa mãn các điều kiện (3.40) và (3.41). Đặc biệt là, khi Dm=Dp (3.41) chỉ ra rằng số Reynolds thì được thỏa mãn khi Vm=Vp, điều này thường là có thể được. Do vậy, việc cố gắng bảo toàn sư đồng dạng hình học theo cỡ mắt lưới và độ thô chỉ lưới có thể dẫn đến kết quả là có khác biệt lớn theo tiêu chuẩn Reynolds nếu mô hình được làm cùng loại lưới với nguyên mẫu.