Page 235 - 《水产学报》2026年第01期

1 期 水 产
受到绳索影响的水质点越少，绳索的阻流效果越
小；同时单股直径越小的绳索其周围的水质点
方向的速度分量越低，绳索后方湍流越弱，绳索
表面正压区与负压区减小，这导致绳索前后压差
阻力降低，阻力系数下降。结构物后方湍流减弱
会导致阻力系数降低，这一发现与 Cheng 等 [16] 发
现绳索后方湍流减弱导致其阻力系数比圆柱更小
的结果一致。
在试验范围内，侧向力系数较小，变化规律
不明显，为−0.16~0.12。该结果与张琳
聚乙烯绳索 (公称直径为 20~30 mm、捻系数为
2.67~3.25) 侧向力系数的研究结果相似。这是因为
单股直径的变化并没有改变绳索的对称螺旋结构，
水流作用时变股径绳索两侧加速区大致沿轴向对
称分布，因此侧向力系数变化规律不明显。此外，
绳索其他结构参数 (如捻距等) 与绳索水动力可能
相关，需要在今后开展更为深入的研究。
综合上述研究结果，建议在生产三股绳索时
适当减小其中一根绳索的直径，在保证绳索强度
满足使用安全的前提下，可增加打结和绑扎时的
摩擦力，增加结构间的稳定性，同时可降低三股
绳索在作业时所受的阻力，从而减小网衣所受阻
力，最终达到节能降耗的作用。
4 结论
本研究根据绳索几何特征参数，构建了改变
单股直径的三股绳索三维模型，通过水槽试验与
数值模拟方法研究单股直径变化对三股绳索的阻
力系数、侧向力系数、周围流场速度分布以及表
面压力分布的影响。得出如下研究结论。
①单股直径的变化对绳索阻力系数会产生一
定的影响，而对侧向力系数影响较小。当雷诺
数为 7.96×10 ~5.57×10 ，单股直径越小的绳索，
4
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阻力系数平均值越小；5 种绳索的阻力系数平
均值分别为 0.75(40-32)、0.77(40-36)、0.81(40-40)、
0.83(40-44)、0.86(40-48)；40-32、40-36 的阻力系
数平均值分别比 40-40 小 7.06%、4.49%，40-44、
40-48 的阻力系数平均值分别比 40-40 大 2.22%、 [ 8 ]
5.51%。
②在相同雷诺数下，单股直径越小的绳索，
两侧高流速区面积越小，其周围的水质点
的速度分量越低，绳索后方湍流减弱；单股直径
的减小会使绳索投影面积减小，导致绳索表面正
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学 报 50 卷
压区与负压区减小，进而使其阻力降低。
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（作者声明本文无利益冲突）
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