拖鱼水动力特性的仿真分析及优化研究

来源：海洋技术学报杂志2025年第06期北京时间：

作者：侯本然,许丽萍,田雨

单位：单位侯本然，许丽萍，田雨国家海洋技术中心,自然资源部海洋观测技术重点实验室

摘要：走航式多参数剖面测量系统(Moving Vessel Profiler，MVP) 可以在船舶航行过程中实时、快速、大范围地获取海洋温盐剖面观测数据，掌握海洋温跃层、密度跃层和声速剖面等海洋水文、水声结构。拖鱼作为MVP核心组件，其水动力特性直接影响海洋温盐剖面结构的观测效率。本文基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)仿真，构建椭圆与Mying线型拖鱼主体的三维模型，系统对比了小攻角工况(1°~10°)下的水动力性能，并通过主体-尾翼耦合模型分析了两种构型的轴向曳力差异。针对拖鱼下降剖面测量场景，选定轴向流体阻力更小的Myring线型拖鱼作为研究对象。采用参数化扫描方法，系统研究了浮心与重心位置对拖鱼径向稳定性的影响，并设计了三种优化配置方案:单调浮心、同步调控重心与浮心、单调重心，对比分析了不同策略下拖鱼偏转角度变化。结果表明:在0.05m调节范围内，单独调整重心可使拖鱼最大偏转角度降低12.186%，该策略在显著提升径向稳定性的同时，避免了多参数协同调控的复杂性，具有良好的工程实用性。本文构建了拖鱼水动力特性优化设计的理论框架，提出的单参数重心调节策略为拖鱼水动力性能优化提供了理论基础，对海洋观测装备的结构优化与稳定性控制具有参考价值。

关键词：拖鱼；水动力特性；计算流体动力学；优化

基金资助：自然资源部海洋观测技术重点实验室基金资助项目（2023klootB01）