渔业资源的利用作为全球焦点问题之一,受到各国的广泛关注。各国为了能够有效地利用渔业资源,花费了大量的人力、物力改善拖网网板的水动力性能,增加拖网捕鱼量,以提高渔获效益。为了有效地提高网板的水动力性能,国内外学者运用水槽试验、风洞试验、基于计算流体动力学(CFD)的数值模拟仿真等方法对各类网板进行分析研究,通过改变网板的结构、几何尺寸、重量等以达到这一目的。网板的研究极其复杂,针对网板复杂的工作环境,通过使用数值模拟仿真的方法能够使研究变得容易,研究的结果精确度接近于试验研究结果,得到大量的学者的推崇。立式V型曲面开缝网板在拖网捕捞中应用广泛,本文提出运用计算流体动力学数值模拟仿真的方法在海洋底层的环境下对立式V型曲面开缝网板进行研究分析及结构优化,以提高网板的水动力性能,改善网板的工作性能。网板的水动力性能的影响参数主要包括升力系数、阻力系数、升阻比及网板的工作稳定性,文中主要从这四个方面对网板进行研究。文中首先对矩形网板进行数值模拟仿真分析,对不同展弦比的矩形网板进行水动力性能分析结果的比较,发现展弦比为0.252的矩形网板的临界冲角为45°,由压力云图分析得知网板在α为45°获得最大的升压力,此时网板的升力系数最大,网板在45°稳定性良好。工作冲角超过45°,网板失去稳定性,无法进行拖网活动。通过对其他不同展弦比的矩形网板进行水动力性能研究,发现网板的临界冲角不同,展弦比为0.193与0.318的矩形网板的临界冲角均是45°,展弦比为0.393的矩形网板的临界冲角为40°,展弦比为0.476与0.566的矩形网板的临界冲角为30°,研究结果表明随着展弦比的增加,网板的临界冲角逐渐降低,从45°降低到30°,升力系数曲线呈下降的趋势,网板的升阻比数值逐渐上升,得出结论为展弦比越大,临界冲角越小,而升阻比越大。通过研究发现展弦比为0.476与0.566的矩形网板的临界冲角为30°,两者在工作冲角为30°,流动分离完全形成。涡流图显示展弦比为0.393与0.476的网板的翼尖涡流在工作冲角为30°完全出现,展弦比为0.566的网板的翼尖涡流爆破,网板工作失去稳定性。水动力性能好的网板要求具有较高的升力系数、较高的升阻比数值与较好的工作稳定性,因此展弦比为0.5作为展弦比的优化参数,故采用此展弦比数值作为优化参数对全尺寸立式V型曲面开缝网板进行结构优化。基于结构优化的网板模型,同样运用数值模拟仿真的方法,对结构优化的立式V型曲面开缝网板进行研究分析。研究发现在5种流速下,网板在相同的研究条件具有相同的水动力性能,其临界冲角均为45°,在α小于45°,网板的升力系数呈上升的趋势,在α大于45°,升力系数呈现下降的趋势,推断出45°为网板的最佳工作冲角。在α为20°,网板的升阻比取得最大值。研究发现网板的升力系数与升阻比在35°～45°均有较大值,故35°～45°为网板的建议工作冲角。通过比较,发现结构优化的立式V型曲面开缝网板与其他几类网板进行比较具有更优越的水动力性能,主要表现在比其他网板有更大的临界冲角,更大范围的工作冲角,并且工作冲角较大,比相似结构的曲面V型网板工作稳定性更加优越。通过与原未优化立式V型曲面开缝网板相比,结构优化的网板具有更大的升力系数与升阻比,说明结构优化的立式V型曲面开缝网板比原未优化网板的水动力性能更好。通过论证以展弦比为0.5作为优化参数建立的立式V型曲面开缝网板水动力性能更好,说明改进结构的立式V型曲面开缝网板具有更好的工作性能,完成了网板的水动力性能数值模拟研究及其结构优化。