鳊鱼和宽鳍鱲幼鱼流速选择与运动能量代谢特征的关联

为考察喜好激流环境的宽鳍鱲(Zacco platypus)和喜好缓流环境的鳊鱼(Parabramis pekinensis)的最适游泳速度和流速选择的关联以及运动能量代谢特征对流速选择的影响,在(25±0.5)℃条件下将实验鱼(n=13×2)单尾分别置于梯度流速选择仪(设定流速范围为18.6—102.7 cm/s,等距离划分为5个流速区域)中获取视频资料,采用Ethovision XT19软件分析视频资料并计算两种实验鱼在5个流速区域的平均停留时间百分比(P_t)和平均出入频率百分比(Pf);另外,使用游泳代谢仪测定两种实验鱼的临界游泳速度(U_(crit))和不同游泳速度下的运动耗氧率(M_(O2)),并计算出不同速度下单位位移耗能(COT)、最适游泳速度(U_(opt))、静止耗氧率(RMR)和净单位位移耗能(COTnet)。结果显示:鳊鱼的U_(crit)和RMR均显著小于宽鳍鱲(P<0.05),但二者的最大耗氧率(MMR)无显著差异;随游泳速度的增加,两种实验鱼的M_(O2)均显著上升,尽管在较低游泳速度下,鳊鱼的M_(O2)和COT均小于宽鳍鱲,但在高游泳速度下则相反;两种实验鱼的U_(opt)分别为(6.20±1.29)体长(BL)/s和(11.56±1.57)BL/s,鳊鱼显著小于宽鳍鱲;两种实验鱼的COTnet随着游泳速度增加差异逐渐增大,鳊鱼显著高于宽鳍鱲(P<0.05);两种实验鱼在最低流速区域(18.6—23.8 cm/s)的P_t和Pf显著大于其他速度区域(P<0.05),由此可见两种实验鱼的偏好游泳速度(U_(perf))等于或小于(18.6—23.8 cm/s),然而鳊鱼在最低速度区域P_t和Pf均显著大于且在较高速度区域的P_t和Pf则均显著小于宽鳍鱲(P<0.05)。结果表明:有别于过往研究的是两种实验鱼的U_(perf)均与U_(opt)偏离;在激流环境中生存的宽鳍鱲更加偏好较高的水流速度,生境水流对实验鱼的水流速度选择特征存在显著影响,这种影响的主要能量学机制与鱼类的运动能量效率有关。

基于改进细菌觅食算法的光伏阵列MPPT研究

光伏发电系统具有非线性和时变不确定的特性,因此需要对其进行最大功率点跟踪(maximum power pointtracking,MPPT)。现有的MPPT算法在收敛精度或收敛速度上存在一定的缺陷。采用智能探寻游动细菌觅食算法进行光伏电池阵列最大功率点跟踪研究。该算法使细菌提前探测下一位置的适应度大小,若是优于当前时刻,则继续游动,反之,则停止游动。这样可以避免游动到差环境下,大大加快了算法的运行速度,改善了运行过程的平稳性。仿真结果表明,智能探寻游动细菌觅食算法与现有细菌觅食算法相比,具有收敛速度快和平稳性好的优点。

不同运动模式下鲢幼鱼游泳特性研究

为探索鱼类在自发性运动和强迫式运动模式下的游泳特性,以鲢(Hypophthalmichthys molitrix)幼鱼为研究对象,采用船闸式水槽鱼类呼吸装置和环形水槽实验装置,Loli Track软件对游泳行为进行视频分析,解析不同运动模式下鲢幼鱼游泳特性变化情况。结果表明,在自发性运动模式下,鲢幼鱼的耗氧率随游泳速度、加速度、旋转角度和摆尾频率增加而增大。通过逐步回归拟合出多因素能量模型,得出游泳速度对耗氧率变化的影响最大。在两种运动模式中,唯一相同的相对游泳速度为0.5 BL·s^(-1)[BL为体长(cm)]下,能量消耗利用率为2.35。研究还发现在不同运动模式下鲢幼鱼的最优游泳速度大小差异性显著,但呼吸耗氧率差异性不显著。表明鲢幼鱼运动过程中相比于最优游泳速度,存在表征能量利用率最高且与游泳模式无关的最优耗氧率。