三维鱼道水力特性及鱼体上溯行进能力数值模拟研究

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1、大達过－大摩ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士享位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ３Ｗ６＿三维鱼道水力特性及鱼体上溯行进能力数值模拟研究学科专业＿水力＿学及１＾１流＿魂力＿学＿＿＿作者姓名ＡＭＭ．指导教师―刻＿意＿坤＿＿＿＿教援答辩日期！硕士学位论文三维鱼道水力特性及鱼体上溯行进能力数值模拟研究ａｎ－ＮｕｍｅｒｉｃａｌＩｎｖｅｓｔｉｔｉｏｏｎＴｈｒｅｅＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＦｉｓｈｗａｇｙＨｙｄｒ

2、ａｕｌｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎｄＦｉｓｈＰａｓｓａｇｅＥｎｅｒｇｅｔｉｃｓ作者姓名：高东红学科、专业：水力学及河流动力学学号：２１２０６１７３指导教师：刘亚坤教授完成日期：２０１５年５月大遠理工大摩ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所，取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外本论文不包含其他个人或集体已

3、经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：维鱼道水力特性及鱼体上溯行进能力数值模拟研究Ｉ■丨？／ｉＴ日作者签名：％＾／各日期：＞（年月大连理工大学硕士学位论文摘要近年来，人们在河流中修建大量水利设施来弥补我国水资源时空分布不均匀的缺陷。这些人工设施破坏了原始河流的连通性，造成河流生态环境片段化，阻断了河流中鱼类等水生动植物的洄游通

4、道，造成河流生物多样性严重下降。在大力提倡生态文明建设的一一大环境下，鱼道不仅是项水利工程，更是项生态利民补偿工程，对于恢复河道原始生态环境，保护河流物种多样性起着举足轻重的作用。本文在收集大量文献资料的基础上，基于前人的研究成果，对鱼道的水力特性进行了较深入的探讨，并对运用ＦＬＵＥＮＴ软件求解鱼道等具有自由表面明渠流动问题基本原理作了详细的阐述。主要工作如下：（１）在阅读和整理大量文献资料的基础上对鱼道的国内外研究进展作了详细的归纳总结，结合国内外实际工程运行情况提出了我国鱼道建设所面临的问题，并

5、对数值模拟在鱼道设计和研究中的应用作了详细论述。（２）介绍了鱼道建设的必要性，同时详细展示了与鱼道建设有关的鱼类游泳能力，鱼道布置的基本原则、鱼道的类型特征、不同鱼道类型的水力特性参数。（３）简要介绍鱼道数值模拟基本控制方程、数值求解算法、紊流模型、自由水面模拟方法等基本原理。（４）对某水电站表孔溢洪洞泄流能力进行ｉＴ水工模型试验，通过试验对溢洪洞控“”？制段、渐变段、洞身段等水力特性参数进行了测量，得出了库水位流量关系曲线。（５）根据试验成果，运用ＣＡＤ、ＡＮＳＹＳＩＣＥＭ、ＦＬＵＥＮＴ等软件

6、对溢洪洞进行三维数值计算，并与实测值进行了对比分析，吻合度较高，表明ＦＬＵＥＮＴ在模拟具有自由表面流的明渠流动问题时能够达到很高的精度。；（６）成功建立了同侧竖缝式鱼道、异侧竖缝式鱼道三维水动力学模型，并详细展示了单个鱼池细部流速场特性，表明鱼道具有上升流、下降流、流动分离、祸流等复杂的紊流特性。根据模拟得出的流速场，以粉红鲑鱼为目标鱼种，基于其上溯时的爆发游。泳速度，推求沿着三条不同路径上溯时所遇到的阻力及能量损耗鱼道的水力特性研究和鱼体上溯耗能的定量分析对于鱼道建设管理、结构尺寸优化设计具有

7、指导性意义，该模型方法对于未来更深入的鱼道研究和渔业管理都具有借鉴意义。关键词：鱼道；水力特性分析；数值模拟；ＦＬＵＥＮＴ；能量损耗；－－Ｉ－Ｉ三维鱼道水力特性及鱼体上溯行进能力数值模拟研究Ｎｕｍｅ－ｒｉｃａｌＩｎｖｅｓｔｉａｔｉｏｎｏｎＴｈｒｅｅＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＦｉｓｈｗａＨｄｒａｕｌｉｃｇｙｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎｄＦｉｓｈＰａｓｓａｅＥｎｅｒｅｔｉｃｓｇｇＡｂｓｔｒａｃｔＳａｔｉａｌａｎｄｔｅｍｐｏｒａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｗａ

8、ｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎＣｈｉｎａｉｓｖｅｒｙｕｎｅｖｅｎｔｏｓａｔｉｓｆｐ，ｙｔｈｅｄｅｍａｎｄｓｏｆｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆｏｕｒｃｏｕｎｔｒｅｏｌｅｃｏｎｔｉｎｕｅｔｏｂｕｉｌｄａｌｌｋｉｎｄｓｏｆ