人工鱼礁是人们在大海中经过科学选点而设置的构造物，通过为鱼类等水生生物的聚集、索饵、繁殖、生长和避敌提供必要的、安全的场所，以达到改善海域生态环境、保护和增殖渔业资源以及提高渔获量的目的。人工鱼礁投放后，使其周围海域的非生物环境尤其是流场发生变化，这种变化又引起了生物环境的变化，产生了明显的生态效应。因此人工鱼礁流场效应的研究是人工鱼礁研究的基础。人们在以往的研究过程中通常借助于理论分析和实验室试验等方法来进行，而这些方法往往会受到试验条件、人力物力等诸多方面的影响或限制，无法满足对人工鱼礁海域流场大规模定量的研究。因此，数值计算模拟方法才是人工鱼礁研究的重要方法。 本文在国内外现有的研究成果基础上，以不同类型人工鱼礁模型为研究对象，利用风洞实验和数值计算方法模拟人工鱼礁海域流场，主要结论如下： 首先，根据流动相似原理，针对正方体、三棱柱和平项金字塔模型的空心和实心模型设计了风洞实验，在6m/s、9m/s和12m/s三种工况速度下模拟六种单体模型以及正方体空心平行和垂直组合模型的流场流态，结果显示：对于同种模型而言，随着流速的增大，上升流和回流的规模均逐渐增大；由于空隙的渗流影响，相同来流速度下，相同种类的空心模型比实心模型的回流规模小，最大回流速度减少了近50％，回流区长度比和高度比减小了50％；并且回流规模与空隙率成反比。各模型湍流强度均随工况速度增大而增大，相同来流速度下，y方向的湍流强度比x方向的湍流强度大1倍左右。正方体组合模型实验结果表明组合模型产生的流场互相作用，流态更复杂，影响范围更大，人工鱼礁的生态效应更好。 其次针对正方体、三棱柱及金字塔型人工鱼礁实体模型，设计了数值模拟方案。根据流动相似性原理以及风洞实验的工况设定相对应的来流速度，运用大涡模拟湍流模型模拟不同礁体模型产生的流场，选择具有代表性的测点水平和垂直方向流速，无量纲化后与风洞实验的结果进行对比，以检验数值计算的可行性。通过对比分析发现两实验测点平均流速相差8％，对应测点的流速也非常接近，从而验证了数值计算模拟人工鱼礁流场的可行性和准确性。 最后，根据浙江嵊泗海域投放的人工鱼礁类型和组合方式选择三十一种人工鱼礁模型及其组合，利用数值计算模拟其产生的流场。选定了人工鱼礁流场效应的优选模式并对其可行性进行了验证。分别通过优选计算、流场流速图以及上升流和回流的等值线图，比较不同类型及其组合的人工鱼礁模型产生的模型流场效应大小。结果表明，同类型的人工鱼礁模型产生的流场效应实心模型大于空心模型，但是上升流和回流单位体积效应空心模型远大于实心模型。不同类型人工鱼礁单体模型产生的流场效应正方体模型>三棱柱模型>金字塔模型。对于不同高度正方体三组合模型而言，礁高水深比为0.20和0.12时三组合鱼礁产生的流场效应较好。3m高度的人工鱼礁及其组合产生的上升流高度为礁高的5.37～9.92倍，宽度为礁高的1.58～2.87倍，上升流速度为来流速度的0.73～1.14倍；回流高度为礁高的1.81～5.73倍，宽度为礁高的1.06～1.59倍，最大逆向回流速度为来流速度的0.46～1.12倍。从优选模式计算结果可以发现相同类型的人工鱼礁模型“品”字型三组合、四组合以及垂直组合产生的流场效应较好，单体其次，平行组合产生的流场效应最小。 本文的创新之处在于利用风洞实验结果验证了数值计算模拟人工鱼礁流场的可行性，同时利用数值计算定量探讨多种人工鱼礁模型产生的流场效应的大小。