基于粒子图像测速技术(PIV)的自由游泳草鱼动力学特征分析

摘要：

为研究草鱼Ctenopharyngodon idellus幼鱼在自由游泳状态下的动力形成过程与高效推进模式,利用粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)和涡量分析原理,在静水条件下对直线、转弯和后退3种游泳状态下的草鱼幼鱼(平均体长4～10 cm)周身受力特征及推进效率进行了分析.结果表明:直线和转弯游泳时,草鱼幼鱼主要依靠尾部聚集的正涡形成推力,该部位的推力转化率最高可达73％,而后退时的幼鱼则主要依靠中部负涡产生的反向力来推动鱼体;试验数据显示,当头部偏角为9°～10°时,直线游泳的草鱼幼鱼整体推进效率最高可达83％,其次为转弯和后退游泳状态,这两种状态下的幼鱼最高推进效率分别为74％和65％.研究表明,尾部聚集的正涡是幼鱼前进推力形成的主要来源,且较小的头部偏角更有利于草鱼幼鱼的高效推进.

关键词：草鱼;粒子图像测速技术(PIV);涡量;推进效率;动力学

所属期刊栏目：36

分类号：S917.4;Q66(水产基础科学)

资助基金：国家自然科学基金;湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划鱼类过坝技术项目

在线出版日期：2021-11-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：833-841