随着中国水产行业的持续发展,提鱼机械的开始被推广应用,并成为渔业捕捞生产中的重要设备。鱼苗、幼鱼的起鱼要求提鱼机械在具备一定的提鱼能力的同时确保鱼体无损。螺旋泵是历史上最早的水泵,经过不断发展,螺旋泵被改造成输送机、搅拌机、采煤机和提鱼机等,被运用于多种领域。基于螺旋泵的提鱼机械可以达到提鱼能力要求,与其他提鱼机械相比具有较小的鱼体损伤率,满足鱼苗、幼鱼活鱼起鱼的实际需求。本文针对体长小于150mm的鱼苗、幼鱼起鱼环节中存在的问题,从螺旋泵的设计理论入手,结合计算流体力学知识,确定满足传输需求的设计参数。然后根据已得到的设计参数建立螺旋提鱼装置的三维模型,接着将三维模型导入网格划分软件ICEM中进行网格划分,将网格文件导入计算流体力学软件CFX中进行设置、计算,最后得到CFX输出的数据结果。由于气液双相流的复杂性,首先进行的是流体域100%液体的计算,根据计算情况修改三维模型、调整CFX参数设置,直到计算收敛并与实际情况一致的情况下再进一步开始双相流的仿真设置。通过还原内部流动状态对模型的传输能力进行计算,选择满足传输需求的螺旋提鱼装置的模型。在得到模型参数后,使用Solidworks三维建模软件对样机进行设计与制造,通过实验考察螺旋提鱼装置的实际性能。实验以螺旋提鱼装置的提鱼能力和鱼体损伤率作为性能指标,通过实验研究,对比分析螺旋提鱼装置在不同转速、外径与导程外径比下装置的性能。实验通过人工观察对鱼体损伤率进行统计,提鱼能力通过后续分鱼机分鱼后称重统计得到。实验结果表明,在转速一定的情况下,导程与外径之比对鱼体损伤率的影响大于外径对其的影响,在导程外径比为1.25时鱼体损伤情况明显小于其他两种导程外径比,且外径越大损伤率越高;外径对提鱼能力的影响远大于导程外径比对其的影响,提鱼能力与外径、导程外径比均呈正相关。由于鱼体损伤率依旧偏高,故需要进行优化。经过分析,提鱼装置内部腔室的液体体积分数过低是导致机械损伤的主要原因,外径过大会导致压力梯度过大,也会对鱼体造成损伤。螺旋提鱼装置运行时,每个腔室的液体体积分数与压力梯度是影响受损率大小的主要因素,因为压力梯度可以通过液体体积分数计算得出,所以在后续优化中仅需考察装置运行时液体体积分数。根据实验结果,选择性能最好样机的作为优化的初始模型,使用比利时冯卡门流体动力学研究所研发的VKI多目的最适化系统对初始模型进行性能优化,旨在保持传输能力的同时提高螺旋腔室内水的体积分数。优化后的最适化模型通过实验得到的数据可知:在导程外径比为1.3、内外径分别为172mm、430mm时,鱼体损伤率降低至2%以下,提鱼能力提高了3%,提高了螺旋提鱼装置的总体性能。该装置在保证较强提鱼能力的同时,成功地降低了鱼体损伤率,较其他提鱼机械具有较大优势,为今后提鱼机械的发展提供了参考。总体而言,本文研究设计的螺旋提鱼装置,在降低鱼体损伤率、提高提鱼能力、节约资源和降低成本等方面,都符合现代水产养殖的要求,具有良好的应用与推广前景,可以进一步提升我国水产养殖工程水平。