交错蛮石墙式仿自然鱼道水力学特性研究

根据某工程特点和过鱼要求,提出了三种不同的结构方案,采用标准三维紊流数学模型对比分析了三种方案的水力学特性,并用模型试验对数值模拟结果进行验证。对流场、过鱼适宜性空间和紊动能的分析研究表明,在单级池室中主流流速有先减小再增大的趋势,最大流速出现在长蛮石墙附近;主流两侧的低流速区紊动能范围为0~0.02m^2/s^2,能够形成紊动能较弱的鱼类休息区;同等长宽比时,增加底宽主流最大流速减小0.1~0.2m/s,低流速区面积相对增加5%~8%;同等长宽比和底宽时,鱼道出口的两级池室改为平坡,紊动能减小0.01m^2/s^2。研究结果为交错蛮石墙式仿自然鱼道在实际工程中的应用提供了参考。

齐口裂腹鱼趋流行为的水力学特性研究

过鱼设施的过鱼效果取决于能否准确理解鱼类洄游、集群行为与水力学特性之间的响应关系,能否确定洄游路线和集群区域。以西南山区河流特有的齐口裂腹鱼为例,采用Acoustic-Doppler Velocimeter测得试验水槽的流速分布,利用视频捕捉系统获得试验鱼的运动轨迹,将试验鱼的运动轨迹与不同水力因子(流速、紊动能、流速梯度)进行耦合,定量分析齐口裂腹鱼洄游、集群的水力学特性,并研究了与特定水力因子的相关性。结果表明,齐口裂腹鱼上溯运动过程中,水流方向及流速梯度体现了鱼的趋流特性,决定了鱼的上溯运动方向,而对于局部空间内鱼的游泳运动行为,紊动能也是直接的水力影响因子。这为鱼道进口位置的布置提供了科学依据。

鱼类坝下集群效应对水力学条件的响应规律研究

拦河筑坝阻隔了鱼类洄游通道,鱼类具有天然的溯流习性,会感应到主流上溯,为进行产卵、索饵和洄游在过鱼季节聚集在坝下,产生鱼类坝下集群效应。鱼类的集群行为是鱼类行为学研究的重要内容。影响鱼类集群的三个重要水力学条件有流速、水深、紊动能,为研究鱼类坝下集群效应对水力学条件的响应规律,亟须建立集群分布规律与上述三个水力学因子的相关性。采用三维湍流模型对观测时所处运行工况的坝下流域进行了数值模拟,并用试验验证了数值模拟的合理性,使用观测仪器探测坝下四大家鱼分布规律,分析集群行为特点及其相关性。研究表明:当流速处于0.7～0.24 m/s之间时,鱼体数量与流速呈正线性相关,且四大家鱼集群最佳流速范围为0.060～0.12 m/s;当水深值处于2.4～3.9 m之间时,鱼群数量与水深呈正线性相关关系,鱼类集群适宜水深下限值为2.8 m;当紊动能值处于0～0.001 2kg·m^2/s^2之间时,鱼体数量与紊动能有明显的正线性相关关系,当紊动能值处于0.001 5～0.004 0 kg·m^2/s^2之间时,二者成负线性相关,且鱼类集群的平均紊动能适宜范围是0.000 50～0.001 2 kg·m^2/s^2。

基于RISC-V的服务器管理控制器FPGA原型设计

服务器管理控制器是云计算装备关键部件之一,目前主要基于ARM架构开发,ARM较高的授权费推高了控制器设计成本,不利于SoC相关产品的迭代和升级.RISC-V是近年提出的一种开源的处理器架构,与ARM同属精简指令集,具有模块化、可扩展等诸多特点.本文采用RISC-V开源处理器BOOM核心,设计实现了一种基于RISC-V处理器的服务器管理控制器FPGA原型系统.该系统基于Xilinx的Virtex Ultra Scale 440 FPGA进行了原型构建,完成了实际应用场景下的功能测试和CoreMark测试,结果显示处理器性能提升了26%,优于同级别的ARM核心,系统功能符合设计预期.此外,该原型系统基于OpenBMC实现了IPMI等专用管理控制协议,基本功能验证通过,证明了通过RISC-V替换ARM优化SoC架构的可行性.