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摘要
鱼类的体型、游泳速度及耐流能力是其长期适应外界水生环境的进化结果。鱼在游动或水流作用下，鱼体与流体会产生复杂的相互作用，导致其消耗大量能量，对其生存和生长具有重要影响。本研究以虹鳟(Oncorhynchus mykiss)为研究对象，构建基于实物尺寸的三维数值模型，通过3D打印制作实物模型，利用水槽试验和数值模拟方法研究其水动力学特性。结果显示，在雷诺数1.6×105～5.8×105区间内，冲角0°～45°范围内鱼体阻力系数Cx随冲角增大从0.027增大至0.599,呈指数增长趋势，侧向力系数Cy随冲角增加呈现线性增长趋势，最大达到了0.71;冲角和鱼体结构曲率对鱼体周围的流速分布具有协同影响，随着冲角的增大，速度场中高流速区和低流速区呈现一定的移动规律。鱼体结构与表面的压力分布密切相关，随着冲角的变化，鱼体不同部位出现不同的压力分布规律，随着冲角的增大，迎流面正压区占比由23.90%增长至71.66%,背流面正压区占比由23.90%减小至1.35%。研究结果可为虹鳟的个体和群体行为以及养殖水域的选择、养殖技术和装备开发以及仿生学研究提供参考。
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