三种叠放形式的圆管型人工鱼礁流场效应数值模拟与PIV试验研究

人工鱼礁单体按不同的数量和排列方式组合投放会产生不同的流场效应。圆管型礁为目前黄渤海区增殖礁的重要礁体型式，为优化该礁体的投放数量与排列方式，选择了3种不同叠放个数（1个、3个和6个）的圆管礁，设定了5个流速梯度（4.5cm/s、9.0cm/s、13.5cm/s、18.0cm/s和22.5cm/s），利用PIV粒子图像测速技术和Fluent数值模拟软件对圆管型人工鱼礁的流场进行水槽模型试验和数值模拟。结果表明，数值模拟结果与水槽试验结果基本吻合，误差在20%以下，表明数值模拟能够反映人工鱼礁的流场效应；当礁体叠放个数一定时，最大上升流流速、上升流高度和上升流面积均随来流速度的增加而增大，背涡流面积呈现不规则的变化；当来流速度一定时，最大上升流流速、上升流面积、上升流高度和背涡流面积均随礁体叠放个数的增加而增大。