鱼类以其高效灵活的游泳能力成为生物学家与仿生学研究者长期以来的重要研究对象。研究选取以尾鳍推进游泳方式的鱼类为研究对象，构建仿生鱼几何模型与运动控制模型，利用计算流体力学方法（computational fluid dynamics，CFD）结合动网格技术，对其游泳行为进行数值模拟，研究分析其尾鳍摆动的推进机理，并在此基础上通过改变尾拍频率、摆动幅值、鱼体体波波长及鱼体体型等参数，结合鱼类的突进运动、游泳方式及体型进化等生物学特性探究不同参数对鱼类游泳能力的影响规律。研究结果表明：鱼类尾鳍摆动时尾部流场中形成的反卡门涡街是推进力的主要成因；尾拍频率和摆动幅值的增加，可使鱼类在短时间内获得较高的突进速度；当λ=0.75L，a(x)_(max)=0.1，为获得1L/s的游泳速度，尾拍频率需达到2Hz左右；鱼体摆动时体波波长（λ）的改变将引起游泳方式的变化，当λ达到0.75L左右，鱼体可以以0.5L/s的速度向前游动，且推进力随体波波长增加逐渐增大；细长体型鱼类相比头大身小体型鱼类游动时产生的压差阻力小，因此在相同的尾鳍推进模式下能够获得更大的推力。本文的研究结果可以为仿生鱼水下航行器的快速性优化设计提供一定的参考。

以续航时间作为鱼类游泳能力的评测指标,就适应流速、适应时间、加速时间等适应条件以及测试流速4种因素对美国红鱼及黑鲷续航游泳时间的影响进行了研究。试验采用均匀设计,其中美国红鱼采用4因素8水平试验方案,黑鲷采用4因素7水平试验方案。试验研究和理论分析表明,加速时间对大流速条件下的续航时间有较大影响,而对小流速条件下的续航时间影响可以忽略,具体影响大小与鱼类的品种和规格、流速大小、加速时间等有关;适应流速建议控制在1.5BL/s以内,以避免测试前鱼类过多的能量损失。尽管较长的适应时间更有利于鱼进行充分的调整以适应新的环境,但适应时间仍建议控制在60min以内;测试流速对鱼类的续航时间有极为显著的影...

对鱼类游泳能力及其游泳状态下的生态行为研究,可以为水利水电工程过鱼、拦鱼和诱鱼等设施的设计提供依据,保证其水电工程储能设施能够发挥较大的功能。对鱼类的游泳类型及游泳能力的评价指标进行了总结,介绍了目前国内外鱼类游泳能力及行为的研究方法,并和自行设计的鱼类游泳能力装置进行了比较;从洄游鱼道设计的角度,综述了国外已有的鱼类游泳能力评价模型,主要包括最优游泳速度模型,最大游泳速度模型,跳跃高度模型及游泳耐力模型,可为鱼道设计提供关键参数。最后简述了鱼类游泳能力在鱼道设计的应用及主要的研究趋势,旨在为鱼类游泳能力相关研究及水利水电过鱼设施的设计与建设提供一定基础资料,从而促进我国生态系统的平衡和物种多...

为了考查水温、盐度和溶氧对红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)幼鱼游泳能力的影响,测定了其在不同水温[15.2、20.2、25.6(对照)和30.4℃]、盐度[0、10、20、32(对照)和40]和溶氧[2.14、4.10、5.81和7.36 mg/L(对照)]条件下的临界游速和最大游速。结果表明,水温和溶氧含量均显著影响实验鱼的临界游速和最大游速(P0.05)。结论认为,低温和缺氧会降低红鳍东方鲀放流苗种的游泳能力,进而降低其放流后的捕食成功率,提高被捕食概率。

为考察背鳍缺失对胭脂鱼(Myxocyprinus asiaticus)幼鱼游泳能力和反捕食能力的影响,将胭脂鱼幼鱼(2.30 g±0.12 g, 4.59 cm±0.09 cm)随机分为对照组和背鳍缺失处理组(剪去背鳍),测定其临界游泳速度(U_(crit))及相关代谢参数、最大匀加速速度(U_(cat))、快速启动游泳能力以及捕食者存在条件下的存活率。结果显示:对照组和背鳍缺失组胭脂鱼幼鱼的U_(crit)、最大代谢率(MMR)、U_(cat)、快速启动过程的最大速度(V_(max))、最大加速度(A_(max))以及旋转角度与旋转率均无显著性差异。然而,背鳍缺失组胭脂鱼幼鱼在捕食者存在条件下的存活率显著低于对照组,背鳍缺失对胭脂鱼幼鱼的游泳能力没有明显影响,背鳍的存在可能是胭脂鱼幼鱼针对捕食者口裂限制的反捕食形态适应策略之一。

鱼类的顶流游泳行为是过鱼设施水力学设计的关键问题之一,获取鱼类在顶流游泳过程中的运动学参数将有助于研究目标鱼类的生理特性、游泳能力及其与水力环境因子的响应关系。本研究以鲢为对象,通过行为学分析软件对鲢在顶流游泳状态下顶流静止和顶流前进的行为中,水流速度U、摆尾频率f、相对摆尾振幅A、绝对游泳速度V和游泳加速度a之间进行了相关性分析。结果显示,鲢在顶流静止状态下,摆尾频率f与水流速度U呈现正相关性;相对摆尾振幅A为(0.0876±0.0098)BL,但与摆尾频率f之间没有明显的相关性;鲢在顶流前进状态下,不

采用被动整合雷达标志法(PIT)、切鳍标记、荧光标记、超声波标志和T型标志这5种标志方法对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)进行标记后,测定其临界游泳速度,研究5种不同标记对草鱼游泳能力的影响。将试验草鱼按不同体长分为3组:1518 cm,1821 cm,2125 cm,每个体长组均设置对照组,并分别进行以上5种鱼类标志,测量标志后草鱼的绝对临界游泳速度和相对临界游泳速度。采用SPSS17.0统计软件进行数据的分析比较。研究结果表明,随着体长增加,草鱼的绝对临界游泳速度增大,相对临界

游泳速度是评价鱼类游泳能力的重要指标。本文对常用的几种鱼类游泳速度概念和分类方法进行了总结。目前,以时间长度作为分类标准可将游泳速度分为巡航游泳速度(Cruising swimming speed,T>200min)、长时游泳速度(Prolonged swimming speed,200min>T>20s)、冲刺游泳速度(Burst swimming speed,T<20s)3类。但由于时间长度的选择缺乏令人信服的依据,很多学者并未遵循这一时间界定标准进行各类试验,致使游泳速度的界定出现混乱,从而使以时间长度作为分类依据的方法失去意义。作者综合多数学者的研究方法,以鱼类的游泳状态作为依据,重新...

利用自制的鱼类游泳实验装置,采用递增流速法,研究了鳙幼鱼游泳能力和游泳行为。结果表明:鳙标准代谢率SMR实际测定值为187.27±5.45mgO2/(kg.h),方程拟合值为182.81mgO2/(kg.h),实测值与拟合值接近;鳙耗氧率MO2与游泳速度U的拟合方程为MO2=182.81+39.83 U1.30,耗氧率幂函数方程中U的幂值为1.30,U的幂值越小游泳效率越高,说明鳙游泳效率较高;鳙临界游泳速度Ucrit为4.57±0.56BL/s,与青鱼近似;鳙疲劳后的耗氧率迅速降低,在疲劳后45～60min时耗氧率恢复到标准代谢率。鳙EPOC值为107.16mgO2/kg,说明鳙运动疲劳后的...

鱼类的游泳能力和游泳行为是成功设计过鱼设施的关键。为了探究长丝裂腹鱼(Schizothorax dolichonema Herzenstein)的游泳能力,以野生长丝裂腹鱼(110.56 g±35.88 g)为对象,测定了它们的临界游泳速度,并记录了测定过程中的游泳行为。研究表明:(1)临界游泳速度为3.04~4.93 BL/s;(2)运动耗氧率与游泳速度呈幂函数关系MO2=129.67+15.63U2.34(R2=0.983,P

为了探究不同种类幼鱼在禁食胁迫下的游泳能力,本研究以青鱼(Mylopharyngodon piceus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis)、鲫(Carassius auratus)、长薄鳅(Leptobotia elongata)、泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)、台湾泥鳅(Paramisgumus dabryanus ssp.) 8种幼鱼为对象,采用流速递增法测定了不同禁食时间(0 d、2 d、5 d、10 d、15 d)条件下8种鱼类的感应流速(U_(ind))、临界游泳速度(U_(crit))、爆发游泳速度(U_(burst))。结果表明:8种鱼类游泳能力均为感应流速<临界游泳速度<爆发游泳速度。感应流速平均值的变化范围在(6.12～12.78) cm/s,其中草鱼、鲢和鳙的感应流速较接近且对流速的感应较敏感,感应流速为4.75～7.75 cm/s。8种实验鱼的游泳速度存在显著差异(P<0.05),其中青鱼和长薄鳅的临界游泳速度和爆发游泳速度最高,分别为(121.65±3.19) cm/s、(143.48±5.77) cm/s、(85.08±3.23) cm/s、(132.68±8.52) cm/s,游泳能力较差的为台湾泥鳅[(19.28±1.90) cm/s、(31.53±2.14) cm/s]。禁食对感应流速的影响不显著(P>0.05),但实验鱼的临界游泳速度和爆发游泳速度随禁食时间的延长呈线性下降,其中临界游泳速度的下降幅度较爆发游泳速度更为显著(P<0.05)。在禁食0 d和2 d时,实验鱼的临界和爆发游速无显著差异(P>0.05);禁食5 d时,两者开始呈现下降趋势;禁食5 d后,临界和爆发游速分别下降了13%～51%和9%～39%。禁食10 d后,临界和爆发游速分别下降了29%～70%和20%～55%,其中10 d禁食期间的游泳速度降低幅度最为显著。因此,禁食10 d是影响鱼类游泳能力的关键时期。禁食对幼鱼的感应流速无显著影响,但临界游泳速度和爆发游泳速度受禁食时间影响明显,且禁食时间越长,游泳能力下降越显著。此外,临界游泳速度与爆发游泳速度之间的差异可能源于不同游泳方式在能量消耗方面的差异。

以草鱼幼鱼(体长8.0~9.7cm,体重9.6~13.4g)为研究对象,采用实验室专利装置研究了不同运动消耗状态下的草鱼幼鱼游泳能力。结果表明:在正常状态下草鱼幼鱼的临界游泳速度(Ucrit)为7.11±0.60BL/s,耗氧率(MO2)与流速(U)方程拟合为MO2=470.5+41.9U1.23,耗氧率随着流速的增大而增大,且草鱼的有氧运动效率较高。在4种运动消耗状态(0.6Ucrit、0.8Ucrit、1.0Ucrit、1.2Ucrit)流速下运动1h草鱼的消耗后临界游泳速度(Upcrit)分别为:7.25±1.35、6.33±0.6、6.26±0.8、5.60±0.4BL/s,临界游泳速...

1997年 12月到 1998年 11月 ,利用尖尾罟网和掺缯网船在珠江口水域进行了周年月度渔业资源调查 ,共捕获 2 6 8种游泳生物 ,其中鱼类 16 7种 ,头足类 7种 ,虾蛄类 10种 ,虾类 31种 ,蟹类 5 3种。采用主成份分析、回归分析和聚类分析等统计学方法分析游泳生物的组成、生物学及季节变化等特征。结果表明 ,珠江口水域的游泳生物主要是沿岸性或河口性的小型种类 ,基本由当年生个体组成 ,它们与高温低盐水环境特征相适应 ,构成珠江口游泳生物组成的主体。游泳生物组成的季节变化明显 ,但对于鱼类的底栖类群和中上层类群则存在着时间上的差异

在水温(24.8±0.3)℃条件下,测定了凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)的临界游速(Ucri)t、弹跳速度、不同流速下的可持续游泳时间,以及游泳疲劳后的生理反应。实验凡纳滨对虾体长(6.87±0.42)cm,体质量(3.34±0.59)g;5个水流速度分别设定为(26.7±2.9)cm·s-1、(31.0±3.6)cm·s-1、(34.6±3.7)cm·s-1、(38.6±3.3)cm·s-1、(40.8±3.4)cm·s-1。结果表明,凡纳滨对虾游泳足的摆动频率与流速呈线性函数关系,可持续游泳时间与流速呈对数函数关系。其游泳能力指数SAI(Swimming Abili...

为了研究流场扰动对鱼类游泳行为和代谢的影响,本研究测定了单、双圆柱(平行)扰动条件下杂交鲟(Acipenser schrenckii♀×A.baeri♂)幼鱼的临界游泳速度和耗氧率。结果显示:与对照组比较,单、双圆柱扰动条件下,杂交鲟幼鱼U_(crit)比对照组分别增加了1.71%和40.41%。游泳过程中,耗氧率和速度呈线性关系,单、双圆柱扰动条件下,速度系数b值显著小于对照组,上溯运动中能量利用效率较高。圆柱设置形成的流场环境有利于提高杂交鲟幼鱼游泳能力和游泳效率。湍动能为1.960×10~(-4)～46.92×10~(-4) m~2/s~2时,杂交鲟幼鱼游泳效率较高,上溯所需的能耗减少。