1. 研究目的与意义（文献综述）

本课题属于鱼类游泳行为研究的范畴，主要研究鲫鱼在不同宽度的流道中游动时的行为特征，归纳总结来流速度、流道宽度等因素对鱼体摆动频率、振幅和身体变形行为的影响规律，探究鱼类对变化的流场（不同的流道宽度）会做出怎样的运动响应，为鱼类保护和仿生应用提供理论基础和科技支撑。

游泳作为鱼类最主要的生命活动之一，对鱼的捕食、洄游、聚集、躲避和繁殖等活动具有重要的意义。鱼类所生存的自然环境中存在着各种各样的水流环境，鱼在不同的环境中会相应的产生不同的游泳行为，这是长期进化的结果。但是人类对自然进行开发，不可避免的会影响到环境。如人类修建的各类水利设施就阻拦了鱼类自然迁徙和繁衍的途径，短期内鱼类无法自行调整其生存形态适应新的环境，因此鱼类生态必然受到影响。为了保护鱼类资源，目前普遍的措施是修建专门的鱼道、升鱼机等补救工程或者采用增殖放流等人为手段。由于鱼道与鱼类的自然生存环境存在着差异，如果设置的不合理，游鱼并不总是能顺利地通过鱼道进行迁徙。例如，通道内水流速度过大，鱼就无法逆流直上去上流产卵。或者通道内产生了漩涡等不利水流条件，可能对鱼的感应产生干扰，导致鱼无法继续行进。合理的设置鱼道等鱼类保护措施，需要对鱼类的生理特性、行为习性和游泳能力等进行深入的研究。

2. 研究的基本内容与方案

主要内容：设置不同的流道宽度，采用高速摄影技术记录各流道宽度下鱼游动的轨迹和鱼体的变化过程，利用图像分析软件提取不同时刻的鱼体轮廓线和鱼体中心线。统计分析鱼体摆动频率、振幅和鱼体各部位变形运动参数。基于试验数据，参考现有文献报道，归纳总结不同宽度的流场中鱼游运动和鱼体变形的变化规律，建立鱼游运动的数学描述公式，使用已有研究成果进行验证和比较。基于前人研究工作，对不同宽度的流道中的流场进行计算分析，结合流场结构和鱼游运动信息分析鱼游对流场的响应规律。

目标：探索鱼类在不同流道宽度下的运动行为，归纳流道宽度和来流速度对鱼游运动特征的影响规律，为鱼道设计和仿生学应用提供参考依据。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确立基本的研究思路，完成开题报告。

第4-8周：对试验图像进行信息处理，统计分析数据资料。归纳总结鱼游运动规律，建立鱼游运动描述公式并验证。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 袁喜, 涂志英, 韩京成, 等. 流速对鲫游泳行为和能量消耗影响的研究[j]. 水生态学杂志, 2011, 32(4):103-109.

[2] 龚万阳, 诸葛亦斯, 刘德富. 不同流速对鲫鱼推进效率影响的数值研究[j]. 中国水利水电科学研究院学报, 2016, 14(1):1-6.

[3] 齐亮, 杨宇, 王悦. 鱼类对水动力环境变化的行为响应特征[j]. 河海大学学报(自然科学版),2012, 4:438-445.