竖缝式鱼道内草鱼游动轨迹与阻力的关系研究

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闸坝的修建,改变了鱼类栖息繁殖的水力条件,严重影响鱼类的洄游与繁衍,直接导致一些沿河上溯的鱼类种群因洄游通道阻隔而灭绝,最终对鱼类资源产生影响。鱼道作为一种生态补偿工程,能较好地平衡水利工程建设与生态环境之间的矛盾。目前我国已建鱼道以竖缝式鱼道为主,多建于上世纪70~80年代,设计时缺乏针对目标鱼类生态习性的科学研究,大多运行效果不理想,但并未分析找出其根本原因。  本文针对竖缝式鱼道的水力特性进行研究,采用放鱼试验与ANSYS FLUENT计算流体力学软件进行三维数值计算相结合的方法,通过视频获取草鱼上溯的轨迹,并且计算轨迹上鱼类上溯时所受到的阻力的大小,分析两者是否具有一定的相关关系。研究表明:⑴草鱼为研究对象,进行放鱼试验,测量出鱼类上溯的轨迹。⑵在通用流体力学软件ANSYS FLUENT平台上,建立鱼道三维数值计算模型,结合试验数据对数值计算模型进行参数率定和验证;率定后的模型用于计算鱼类上溯轨迹线上的流场,得出流场参数,计算出轨迹上阻力的大小。⑶通过放鱼试验得出鱼类上溯的轨迹,并在最大概率轨迹线上计算出鱼类上溯时所受到的阻力,通过对两者的分析比较,得出鱼类上溯轨迹与鱼类上溯时所受到的阻力间的关系。结果表明:鱼类上溯的轨迹是沿着阻力较小的线路前行的。
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