Page 226 - 《水产学报》2026年第01期

文章编号: 1000-0615(2026)01-019718-12 , 2026, 50(1): 019718

JOURNAL OF FISHERIES OF CHINA

DOI: 10.11964/jfc.20250114831

张锦涛, 黄六一, 毕春伟, 等. 单股直径变化对等股径三股绳索水动力性能的影响 [J]. 水产学报, 2026, 50(1): 019718.
Zhang J T, Huang L Y, Bi C W, et al. Impact of single-strand diameter changes on the hydrodynamic performance of three-
strand ropes with equal strand diameters [J]. Journal of Fisheries of China, 2026, 50(1): 019718 (in Chinese).

单股直径变化对等股径三股绳索水动力性能的影响

1
1*
2
张锦涛 ， 黄六一 ， 毕春伟 ， 蓝恭海 ， 尤鑫星 ， 李焕然 ， 张学文 ，
1
1
1
1
张锦辉 ， 张荣军 ， 吕昊元 ， 冯卫东 2
2
2
2
(1. 中国海洋大学水产学院，山东 青岛 266000；
2. 中水集团远洋股份有限公司，北京 100032)

摘要： 【目的】研究单股直径变化对等股径三股绳索水动力性能的影响。 【方法】以公称
直径 40 mm 等股径三股捻绳为原型，基于三股绳索横截面数学方程构建原型绳索（编号
40-40）和 4 种变股径绳索模型。4 种变股径绳索是以公称直径 48、44、36 和 32 mm 三股
绳索中的单股替代原型绳索单股构建的模型，编号分别为 40-48、40-44、40-36 和 40-32。
通 过 3D 打 印 制 作 绳 索 实 物 模 型 ， 利 用 水 槽 试 验 与 数 值 模 拟 方 法 研 究 雷 诺 数
4
3
7.96×10 ~5.57×10 区间，单股直径变化对绳索水动力系数、流场分布特征的影响。 【结果】
①各绳索阻力系数随着雷诺数的增大变化较小。②绳索阻力系数随单股直径的减小而减小，
而侧向力系数变化不大；40-32、40-36 的阻力系数平均值比 40-40 分别小 7.06 %、4.49 %，
40-44、40-48 的阻力系数平均值比 40-40 分别大 2.22 %、5.51 %。③绳索周围高速区大小
与绳索表面正、负压区的面积随单股直径的减小而减小，且绳索后方湍流随之减弱，导致
绳索压差阻力降低，阻力系数减小。 【结论】单股直径减小能够有效降低绳索阻力，减弱
绳索后方湍流。研究结果可为渔具水动力学研究、绳索等渔具材料的创新设计提供参考。
关键词: 绳索；水动力特性；水槽试验；数值模拟
中图分类号: S 971.3 文献标志码: A

在渔业中，绳索通常被称为“纲索”，是至关 的作业形状、使用性能及渔业设施的安全起着重
重要的渔用材料之一 [1-2] ，其中合成纤维等股径三 要作用，是渔具水动力学研究的重要内容之一 。
[5]
股绳索是捕捞网具、养殖网箱网衣系统中最常用 国内外学者通过水槽试验、理论推导、数值
的纲索材料。绳索在渔具等渔业工程上的作用包 模拟等研究方法对绳索的水动力特性进行了大量
括维持渔具的形状和尺寸稳定性、承受来自网衣 研究。试验研究方面，Miyazaki 等 [6-7] 、佘显炜等 [8]
的外力和确保渔具整体的强度及安全性 。此外绳 通过水槽试验分别建立了三股纤维绳索、六股钢
[3]
索还作为曳纲、锚绳等，起到连接渔船和网具以 丝绳水动力系数与冲角之间的关系式。Horton 等 [9]
[4]
及固定网具等作用 。绳索的水动力特性对于渔具 测量了五股缆绳在 20°~90°冲角的阻力、升力及振

收稿日期：2025-01-02 修回日期：2025-04-07
资助项目：国家重点研发计划 (2024YFD2400701)；青岛市海洋科技创新示范工程项目 (23-1-3-hysf-2-hy)
第一作者：张锦涛，从事渔具水动力学研究，E-mail：zhangjintao@stu.ouc.edu.cn
通信作者：黄六一，从事设施渔业工程研究，E-mail：huangly@ouc.edu.cn
©《水产学报》编辑部（CC BY-NC-ND 4.0） Copyright © Editorial Office of Journal of Fisheries of China (CC BY-NC-ND 4.0)
中国水产学会主办 sponsored by China Society of Fisheries https://www.china-fishery.cn
1