Mathematical model on simulating fish-behavior in river flows

DSpace/Manakin Repository

Show simple item record

dc.contributor.author Παγωνόπουλος, Σωτήριος el
dc.contributor.author Pagonopoulos, Sotirios en
dc.date.accessioned 2018-03-21T12:10:33Z
dc.date.available 2018-03-21T12:10:33Z
dc.date.issued 2018-03-21
dc.identifier.uri https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46750
dc.identifier.uri http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8091
dc.description Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Υπολογιστική Μηχανική” el
dc.rights Default License
dc.subject Μαθηματικά μοντέλα el
dc.subject Δίοδοι ιχθύων el
dc.subject Συμπεριφορά ιχθύων el
dc.subject Ιχθύες el
dc.subject Κίνηση ιχθύων el
dc.subject Mathematical models en
dc.subject Fish passes en
dc.subject Fish behavior el
dc.subject Fish el
dc.subject Fish movement el
dc.title Mathematical model on simulating fish-behavior in river flows en
dc.title Μαθηματικό μοντέλο προσομοίωσης συμπεριφοράς ιχθύων σε ποτάμια ροή el
heal.type masterThesis
heal.classification ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ el
heal.classification Environmental engineering en
heal.classificationURI http://data.seab.gr/concepts/e6ab3f6b562030c0c8396c8ff25de47e482748f3
heal.classificationURI http://data.seab.gr/concepts/df16e4f70a884dc97964f904cf22530794c9184f
heal.classificationURI http://data.seab.gr/concepts/e6ab3f6b562030c0c8396c8ff25de47e482748f3
heal.classificationURI http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85044170
heal.language en
heal.access free
heal.recordProvider ntua el
heal.publicationDate 2017-07-14
heal.abstract The main research questions the present dissertation attempts to address are: (1) how can someone analyze and simulate fish movement and fish behavior in a river flow and (2) how can the above behavior be modeled by structuring a mathematical model describing the main aspects of fish behavior-movement. By addressing the above research questions, researchers will be able to create hydraulic structures such as fish passes, so that fish can recognize and orient themselves towards them. The present work attempts to address the fore-mentioned research questions by structuring a mathematical model for simulating fish behavior in river flows. In particular, (1) a background research review on fish behavior in rivers, stimuli that affect the decision making while swimming, movement related to each behavior decision and already existing behavior models was conducted, (2) a fish behavior mathematical model was structured based on existing fish behavior models, and (3) an implementation of the model was conducted on a river in the Jedsted area of Denmark, where fish movement data were recorded, in the scope of validating the model that was created. Hydrodynamic stimuli for fish behavior is calculated with the use of existing Computational Fluid Dynamics (CFD) models, and TELEMAC-2D in particular. In the model created, flow velocities and acceleration magnitude are used as stimuli to determine different behavior decisions and related movement. For the present model three different behavior responses were modeled: B1, to swim along with the flow, which consists of a Biased Correlated Random Walk in the direction of the flow, B2, to swim towards regions of faster flows thus facilitating downstream migration through obstacle avoidance, B3, to swim against flow vector, which is an escape response, where fish abandons downstream migration to swim upstream. The model also applies a random change in swimming depth, incorporated in the above behavior responses. Acceleration magnitude is the triggering stimuli to activate different behaviors and flow velocities can influence its trajectory. en
heal.abstract Στην παρούσα εργασία παρουσιάζουμε συνοπτικά την αρχική μορφή ενός 2-D μαθηματικού μοντέλου με το οποίο προσομοιώνουμε την κίνηση και συμπεριφορά ιχθύων σε ποταμό. Στο μοντέλο θεωρούμε ότι οι ιχθύες δέχονται υδροδυναμικά ερεθίσματα από το πεδίο ροής του ποταμού, τα οποία είναι οι ταχύτητες ροής και οι διαφορές επιταχύνσεων, και με βάση αυτά αποφασίζουν για το πως θα κινηθούν. Εφαρμόζουμε το μοντέλο στον ποταμό Konge River στη Δανία και διαπιστώνουμε ότι αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ορθολογική χωροθέτηση διόδων ιχθύων σε Υδροηλεκτρικά Έργα αναμένοντας ικανοποιητικά αποτελέσματα. Βρίσκεται σε εξέλιξη η περαιτέρω ανάπτυξη-επέκταση και βαθμονόμηση του μοντέλου, ώστε αυτό να είναι ικανό να προσομοιώνει το σύνολο της πολυπλοκότητας της κίνησης των ιχθύων με σημαντική ακρίβεια. el
heal.advisorName Στάμου, Αναστάσιος el
heal.committeeMemberName Στάμου, Αναστάσιος el
heal.committeeMemberName Μπουντουβής, Ανδρέας el
heal.committeeMemberName Ριζιώτης, Βασίλειος el
heal.academicPublisher Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών el
heal.academicPublisherID ntua
heal.numberOfPages 80 σ. en
heal.fullTextAvailability true

Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record