彩虹鱼在3×5圆柱阵列后面的游泳动力学:3×5圆柱阵列后面的彩虹鱼的游泳动力学:一种计算驱动的实验方法,以了解鱼类的运动
David Sparks1,2, Edwin Rajeev3,4, Subhra Shankha Koley1,5
1Department of Biology, Whitney Laboratory for Marine Bioscience, University of Florida, St Augustine, FL 32080, USA.
The Journal of experimental biology
|December 5, 2024
概括
彩虹鱼 (Oncorhynchus mykiss) 在复杂的水流中表现出改变的游泳动力学. 在Kármán旋街 (KVS) 流中观察到尾部拍数幅增加,在KVS和平行旋街 (PVS) 流中,尾部拍数频率减少.
科学领域:
- 流体动力学 流体动力学
- 生物力学 生物力学
- 鱼类学 鱼类学 鱼类学
背景情况:
- 在复杂的水流中,鱼类的行为对于生存和迁徙至关重要.
- 之前的研究集中在动动能 (TKE) 和鱼的位置上,忽视了组织对游泳动力学的影响.
研究的目的:
- 为了比较彩虹鱼 (Oncorhynchus mykiss) 在两个不同的圆柱阵列产生的流动中的游泳动力学.
- 研究组织 (卡尔曼街与平行街) 与鱼类游泳力学之间的关系.
主要方法:
- 计算流体动力学 (CFD) 用于设计产生明显街道 (KVS和PVS) 的圆柱阵列.
- 粒子图像速度计 (PIV) 验证了流动特征.
- 在受控的流量条件下记录和分析彩虹鱼的游泳动态.
主要成果:
- 与PVS阵列相比,彩虹鱼在KVS阵列中表现出增加的尾部跳动幅度.
- 尾部跳动频率下降,鼻子振幅增加在两个数组相对于自由流条件.
- 质量振幅中心在PVS阵列中较高,表明身体冲击.
结论:
- 鱼类的游泳动力学是由它们的环境中的组织调节的.
- 卡尔曼步态的缺失暗示了流的消散或直线流的安排.
- 这些发现为鱼流相互作用提供了新的见解,对生物力学,流体动力学和渔业管理产生了影响.
