Page 234 - 《水产学报》2026年第01期

1 期 张锦涛，等：单股直径变化对等股径三股绳索水动力性能的影响 50 卷

0.019 40-32 40-36 40-40 40-44 40-48 0.08 40-32 40-36 40-40 40-44 40-48

正压区面积/m 2 area of positive pressure region 0.018 负压区面积/m 2 area of negative pressure region 0.07

0.017
0.06
0.016

0.015 0.05
0 0.70 1.59 2.39 3.18 3.98 4.78 5.57 0 0.70 1.59 2.39 3.18 3.98 4.78 5.57
雷诺数/×10 4 雷诺数/×10 4
Reynolds number Reynolds number

(a) (b)
图 16 不同绳索表面正压区、负压区面积
(a) 正压区，(b) 负压区，下同。
Fig. 16 Positive and negative pressure areas on different ropes
(a) positive pressure area, (b) negative pressure area, the same below.

600 150
40-32 40-32
40-36 135 40-36
500
40-40 120 40-40
40-44
40-44
105
400
平均压强/Pa average pressure 300 平均压强/Pa average pressure 90
40-48
40-48
75
60
200
45
30
100
15
0 0
0 0.70 1.59 2.39 3.18 3.98 4.78 5.57 0 0.70 1.59 2.39 3.18 3.98 4.78 5.57
雷诺数/×10 4 雷诺数/×10 4
Reynolds number Reynolds number
(a) (b)
图 17 不同绳索正压区与负压区的平均压强
Fig. 17 Average pressure in positive and negative pressure regions of different ropes
3
雷诺数为 5.57×10 时，40-32 正压区的平均压强 拟获得雷诺数 8.00×10 、1.00×10 、2.00×10 的等
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4
4
与 40-40、40-48 的相对差异为 0.38%、0.67%，负 股径三股绳索 (公称直径为 40 mm、捻系数为 3.0)
压区的平均压强相对差异分别为 3.88%、1.90%。 的阻力系数分别为 0.91、0.83、0.78，与本研究得到
3
的雷诺数 7.96×10 (0.83)、9.95×10 (0.83)、2.39×10 4
3
3 讨论
(0.81) 的阻力系数相对差异分别为 9.40 %、0.07 %、
[10]
本研究聚焦于单股直径变化对三股绳索水 −3.56 %。Huang 等 、张琳 [11] 研究发现等股径三
动 力 特 性 的 影 响 ， 结 果 表 明 ， 在 研 究 范 围 内 股聚乙烯绳索在自动模型区阻力系数约为 1.4，这
3
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(7.96×10 ~5.57×10 ) 各绳索阻力系数随着雷诺数的 显著高于本研究结果，推测绳索表面的粗糙度及
增大而变化较小。Cheng 等 [16] 利用大涡模拟获得 绳索的柔性是造成此差异的主要原因。未来可进
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雷诺数 3.00×10 的等股径三股绳索 (公称直径为 一步开展绳索表面粗糙度以及绳索的柔性对绳索
30 mm、捻系数为 2.67) 的阻力系数为 0.88，与本 水动力特性的影响的相关研究。
研究得到的雷诺数 7.96×10 的等股径三股绳索的 在相同雷诺数下，单股直径越小的绳索，两
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阻力系数 (0.83) 相差不大。李玉岩 利用数值模 侧高流速区面积越小，这可能说明单股直径越小，
[5]
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