Page 165 - 《水产学报》2025年第7期

杨梓静，等 水产学报, 2025, 49(7): 079513

流场的差异仅由阻流体引起，沿 x 轴方向取 速测量 (测点水平间距 0.10 m)，测点断面位置
y=3.32 m 处作为验证断面 1 进行差异流场的进 如图 2-a 所示。对比实测流场与计算流场的断
口条件统一性验证。为确保两种流场计算结果 面流速分布可知，二者变化趋势基本相同，说
均符合实际流场分布，沿 y 轴方向选取 x=5.15 明本实验计算模型参数设置合理，可用于实验
[32]
m 处作为断面 2 分别进行验证。采用通用型流 装置的水力分析与研究 。因此，计算模型得
速测算仪 (LS300-A，南京蓝鲁电子有限公司) 到的流场结果能够被用于后续结合其他指标来
在断面水下 5 cm 处垂直于水流方向进行实测流 进行运动分布的分析。

0.60
0.50
流速/(m/s) velocity 0.30 实测值 measured value
验证断面 2 : x=5.15 m 0.40
validation section 2 : x=5.15 m
0.20
0.10
0 计算值 1 analog value 1
1.70 1.90 2.10 2.30 2.50 2.70 2.90
验证断面 1 : y=3.32 m 沿 y 轴方向宽坐标/m
validation section 1 : y=3.32 m
width coordinate along the y-axis direction
(a) (b)

0.60
0.60 0.50
流速/(m/s) velocity 0.50 实测值 measured value 流速/(m/s) velocity 0.40 实测值 measured value
0.40
0.30
0.30
0.20
0.20
计算值 1 analog value 1
0.10
0 计算值 2 analog value 2 0.10 计算值 2 analog value 2
0
14.90 15.30 15.70 16.10 16.50 16.90 1.70 1.90 2.10 2.30 2.50 2.70 2.90
沿 x 轴方向长坐标/m 沿 y 轴方向宽坐标/m
length coordinate along the x-axis direction width coordinate along the y-axis direction
(c) (d)
图 2 数值模拟计算值与流场实测值对比
(a) 断面验证相对位置示意图；(b) 无障碍流场，断面 2，沿水槽 y 方向流速对比；(c) 流场进口条件统一性验证，断面 1，沿水槽 x 方向流
速对比；(d) 局部障碍流场，断面 2，沿水槽 y 方向流速对比。
Fig. 2 Comparison of numerical simulated and measured results
(a) schematic diagram of the relative position of the validation section; (b) velocity comparison along the y-direction of the flume in the low-turbulence
flow field, section 2; (c) uniformity validation of the flow field inlet conditions, velocity comparison along the x-direction of the flume, section 1;
(d) velocity comparison along the y-direction of the flume in the locally high-turbulence flow field, section 2.

1.5 数据分析 坐标，根据视频像素和实际物体比例关系对视
频坐标进行转化，得到实验鱼的实际位置坐标

上溯效率 同一工况下，成功上溯实验
点。将实验测试区划分为 9 cm × 9 cm 的矩形单
鱼样本量占总样本量的比率为上溯成功率。对
元格 (图 3)，并统计各单元格中的位置坐标点频
每一尾成功上溯的鱼，统计其上溯消耗时间， 次，生成鱼类分布热点图，反映实验鱼在水槽
以表征其上溯效率，反映鱼类在短时间内的迁 中的总体运动分布情况。

移速率。效率越高，表明所设水流与集群工况 集群状态 针对群体组鱼群中的每一尾
越有助于提高其短时上溯运动。 鱼个体进行个体交互作用分析，将产生交互影

上溯分布规律 分析鱼类运动分布是进 响的鱼称为邻居鱼，受影响的鱼称为焦点鱼。
一步解析其水力刺激响应与集群行为的基础。 邻居鱼所产生的影响按至焦点鱼距离由远及近
将实验视频导入 Tracker 软件进行鱼类运动轨迹 可分为 3 种：吸引、引导和排斥 ，所对应焦
[33]
捕捉，以 1 帧/s 的频率抽样提取鱼体质心视频 点鱼对邻居鱼的感知域为排斥域、引导域和吸

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