金枪鱼（Thunnini）隶属于硬骨鱼纲、鲭形目（Scombriformes）、鲭科（Scombridae）。金枪鱼渔业被称为“黄金渔业”,是世界上重要的渔业之一。延绳钓渔业是金枪鱼渔业的重要组成部分,具有捕捞个体较大、渔获新鲜、作业范围广等优点,对金枪鱼资源开发和利用具有重要作用。延绳钓渔获率与捕捞对象栖息水层相关,控制延绳钓钓钩的深度对于提升其对目标鱼种渔获、减少非目标鱼种兼捕等有关键性的作用。对延绳钓钓钩深度进行研究,可以为延绳钓渔具的改进提供帮助,为作业时投放延绳钓提供参考,对提升延绳钓的渔获性能和对金枪鱼资源的开发和利用具有重要意义。延绳钓是由浮子、浮子绳、干线、支线、钓钩等部件构成,其钓钩深度与作业方式、渔具结构、渔具材料、作业海况等因素有关。目前对于延绳钓钓钩深度的国内外相关研究大多采用海上实测、数值模拟、模型试验等方法。海上实测成本较高、采样周期时间较长且钓钩深度受很多因素共同影响,难以控制变量分析各因素对钓钩深度的影响。随着计算机技术的发展,相关研究基于有限元理论对延绳钓进行数值模拟计算钓钩深度,但目前相关研究大多使用MATLAB和R软件将延绳钓离散为两节点杆单元,假设其为刚性杆结构,计算精度仍需要进一步提高。随着仿真技术的发展,ANSYS Workbench仿真软件在柔性体仿真方面具有较好的应用,基于有限元理论通过将柔性体离散为更多节点的实体单元,采用分离式解法分别求解流体域和结构域,具有收敛效果更好,计算效率更高,更符合柔性体数值计算等优点。ANSYS Workbench对于流体计算精度更好,是目前工程分析中最常用的数值仿真软件之一。本文采用理论计算、海上实测、数值仿真以及模型试验对延绳钓钓钩深度进行研究。根据2016年1月28日至2016年8月8日,浙江丰汇远洋渔业有限公司的金枪鱼延绳钓渔船“丰汇18”在波利尼西亚以西的公海海域（4o30′S—10o30′S、151o30′W—143o30′W）实际作业时收集的钓钩深度数据、作业参数及海况信息,采用多元线性回归分析钓钩位置、短缩率、风舷角、风流合压角、流剪切等因素对延绳钓钓钩深度影响相对权重,分析影响延绳钓钓钩深度的主要影响因子。采用悬链线公式计算钓钩理论深度并对比其与实测钓钩深度间差异,探讨理论计算在延绳钓钓钩深度研究中的适用性。本文使用ANSYS Workbench 19.2对延绳钓钓钩深度进行数值仿真计算,使用Design modeler模块建立延绳钓几何模型,采用流体体积模型（Volume of Fluid Model,VOF）构建分层流体模型,基于有限元理论使用Mesh模块将延绳钓离散为十节点四面体实体单元,采用自动划分网格对周围流体模型进行离散。通过最小势能原理建立单元平衡方程控制结构运动信息,使用雷诺时均法对Navier-Stokes方程离散求解,采用RNG k-ε湍流模型控制流体运动信息,使用耦合面控制方程控制耦合面运动信息,并采用单向流固耦合的方式进行耦合面信息传递。数值求解采用分离解法,流体域信息使用Fluent模块采用压力耦合方程组的半隐式算法（Semi-Implict Method for Pressure Linked Equations,SIMPLE）进行求解,结构域信息使用Static Structural模块采用牛顿迭代法（Newton-Raphson Method）进行求解,收敛数设置为10-3。将海上实测的海况信息和实际作业参数代入ANSYS Workbench仿真中,计算得到延绳钓钓钩仿真深度。采用SPSS 26.0样本T检验对钓钩实测深度与钓钩仿真深度差异性进行分析,验证数值仿真在延绳钓钓钩深度研究中的适用性。延绳钓实际作业时主要受流体黏滞力影响,雷诺数范围为10~3～4×10~3,符合田内准则前提。本文基于田内准则对延绳钓模型进行缩小,使用数值仿真和循环动水槽模型试验探讨不同短缩率、冲角及流速条件下,延绳钓钓钩深度变化。通过对模型参数和试验条件均一致的模型试验钓钩深度与钓钩仿真深度利用SPSS样本T检验分析其差异性,验证数值仿真结果的准确性。采用田内准则换算法则对模型试验钓钩深度进行换算,并与海上实测钓钩深度进行对比分析,探讨田内准则在延绳钓模型试验中研究钓钩深度的适用性。研究结果表明:（1）延绳钓钓钩深度主要受钓钩位置、流剪切、风流合压角、短缩率、风速和风舷角影响,解释程度为0.767（R~2=0.767）。其中钓钩位置解释了30.51%的R~2,流剪切解释了21.61%的R~2,风流合压角解释了20.76%的R~2,短缩率解释了15.25%的R~2。（2）延绳钓实际作业深度相对于基于悬链线理论计算的理论深度较浅（8%～33%）,上浮程度与钓钩位置有关,钓钩位置越靠近中间段,实际深度较理论深度上浮程度越大。（3）海上实测钓钩深度与数值仿真钓钩深度差异性不显著（P=0.499＞0.05）,基于ANSYS Workbench数值仿真适用于研究延绳钓钓钩深度。（4）延绳钓受周围流体影响较大,但水流经延绳钓干线及支线周围的流态变化较小,延绳钓渔具在实际作业时对周围流体影响较小,数值计算中流态变化可忽略不计。（5）分析不同冲角、短缩率及流速与仿真计算和模型试验的延绳钓钓钩深度之间的关系,结果表明,延绳钓钓钩深度与钓钩位置呈正相关,与短缩率呈负相关,与流体流速呈负相关,与冲角呈负相关。（6）流速较小时,延绳钓稳定时呈近似悬链线。流速较大时,延绳钓钓钩深度变化较大,钓钩上浮,且根据钓钩位置不同上浮程度不同,距浮子越远的钓钩上浮程度越大。（7）基于田内准则的延绳钓模型试验得到的钓钩深度经相似准则换算后与实际深度差异不显著（P＞0.05）,田内准则适用于延绳钓模型试验并用于钓钩深度研究。（8）理论计算、海上实测、数值仿真以及模型试验在延绳钓钓钩深度研究中有各自的优缺点。理论计算优点是计算简单,缺点是理论计算的钓钩深度与实际深度误差较大,对其进行修正的系数受海流速度等环境因子影响;海上实测的优点是得到的钓钩深度准确,缺点是获取数据周期长,海上各因素影响较复杂,无法控制试验条件。相比较而言,数值仿真及模型试验作为设计性试验,可以控制试验条件,计算结果较为准确。因此本文认为海上实测、数值仿真及模型试验较适用于延绳钓钓钩深度研究。