杨国党，胡晓，张奔，龙泽宇，张永年，石小涛

(三峡大学 水利与环境学院，湖北省鱼类过坝技术国际科技合作基地，湖北 宜昌 443002)

相关研究成果和结论可对鱼类物理模型及仿生机器鱼研究提供科学参考。

许多水生动物，特别是鱼类，通常会通过改变游泳状态来适应环境变化，这种现象引起了科学界广泛的关注。鱼类能够准确感应身体周围的流动，通过将身体运动的动量传递给周围的流体，从而有效地控制推力的产生[1]。对于鱼类来说，它们传递给周围流体的动量和能量会以漩涡的形式包裹起来，研究者通过量化流体中的循环量，从而估计鱼体产生的推力和推进效率[2-4]。

鱼类在水体中运动时的瞬态流场变化是分析鱼类游泳动力形成的关键因素，而粒子图像技术(particle image velocimetry，PIV)能在不影响鱼类运动的情况下显示瞬态流场整体结构并保证测量的分辨率和精度[5]。近年来，随着科技的不断发展，PIV应用也愈发普遍，Stamhuis等[6]在测量鲻鱼幼鱼周围流场时首次引入该技术，PIV技术开始成为鱼类运动力学研究中的重要工具，并逐渐为研究者所接受。

目前，国内外学者主要通过对活鱼进行生物试验，以及对仿生鱼模型进行物理试验及数值模拟等手段研究鱼类游泳的运动力学机理。Tytell等[7]分析了美洲鳗鲡在稳定游动下的尾流结构并测量了其推进效率；Mwaffo等[8]研究了斑马鱼Daniorerio在机动和巡游两种运动模式下的涡结构和水动力压力分布；Akanyeti等[9]通过仿生学模型试验，验证了加速期间鱼尾部通过改变涡环几何结构来提高推进效率；……