不同流速对鲫鱼推进效率影响的数值研究

鱼类趋流性的试验和鱼类游动的数值模拟是当前研究的两个热点,大多数鱼类不仅有趋流特性而且还能高效节能的向前推进,开展鱼类趋流性与推进效率关系的研究既能完善鱼类推进机理理论,也能在鱼道设计时提高其过鱼效率。本文以鲫鱼在不同恒定流速中的实测游泳数据为依据,利用计算流体力学软件flow-3d对鱼类波状摆动进行数值模拟,建立鲫鱼游动的数值计算模型,研究在不同流速下鲫鱼完成一个运动周期后所对应的推进效率。结果表明,随着流速的增大鱼的推进效率呈现出先增大后减小的变化趋势,当流速条件为0.5 m/s时对应的鱼类推进效率值最大,也是推进效率随流速变化的转折点。该研究获得了鲫鱼在顶流运动状态下鱼类推进效率与流速条件之间的相关关系。