為解決游動能力弱的小型魚類在豎縫式魚道中的上溯需求，在長、短擋板之間的洄游通道中增設(shè)阻流圓柱，并利用Hydro 3D開源代碼，采用基于LES的數(shù)值模擬技術(shù)，模擬增設(shè)阻流圓柱前后的豎縫式魚道內(nèi)流場。結(jié)果表明，根據(jù)時均流場中流線分布，增設(shè)阻流圓柱后，池室內(nèi)的渦旋區(qū)域面積減少，解決了傳統(tǒng)豎縫式魚道內(nèi)魚類上溯過程中方向感缺失的問題；池室內(nèi)湍動能增加20%,提升了水流的能量耗散，降低了魚類上溯過程中的能量消耗；長、短擋板及阻流圓柱周圍渦量增加，可能對魚類游動過程中身體的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，但根據(jù)渦結(jié)構(gòu)可知，阻流圓柱后方渦旋直徑小于小型魚類體長的76%,因此對魚類游動過程中身體的穩(wěn)定性影響較小。豎縫式魚道內(nèi)設(shè)置阻流圓柱可提高游動能力弱的小型魚類的上溯成功率。

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【部分圖文】：

表1工況設(shè)置Tab.1Operationsetting工況進(jìn)口平均流速U0/(m·s-1)雷諾數(shù)Re弗勞德數(shù)Fr圓柱個數(shù)/個浸沒點數(shù)量10.34973497000.0980101200420.34973497000.09821....

圖2為兩種工況下的計算域和阻流圓柱的分布情況，為節(jié)省LES計算成本，計算域長度設(shè)置為6m,包括上游半個池室，中段整個池室及下游半個池室。由于在豎縫式魚道中水流經(jīng)過充分發(fā)展，沿流向使用周期性邊界條件，即出口流出的水流被重新作為入口邊界條件。水流流動由平行于渠道床面的重力加速度分....

圖3為z/H=0.5處兩種工況下的時均流速與流線，能夠在一定程度上反映整個魚道內(nèi)的流場結(jié)構(gòu)。速度范圍為0.6～1.6m/s,表示魚類的主要遷移路徑，速度范圍為-0.4～0.6m/s,此區(qū)域內(nèi)較低的流速為魚類提供了休息區(qū)，當(dāng)洄游魚類逆流游動時，速度的方向與魚類運(yùn)動方向相反。....

圖4為豎縫式魚道內(nèi)z/H=0.5斷面上湍動能分布情況，在兩個工況中，湍動能分布的峰值區(qū)域位于短擋板下游尾跡，分離渦在此位置產(chǎn)生、發(fā)展和消散。工況1中長擋板將上游來流分離，阻礙湍流發(fā)展，而工況2中阻流圓柱的存在增加了水流紊動，擋板和阻流圓柱下游湍動能增加了20%,從而產(chǎn)生了更大的能....

本文編號：4008164