进水流速对圆形循环水养殖池流场特性影响的数值模拟
2023-10-27分类号:S955
【部门】天津农学院计算机与信息工程学院 天津市水产生态及养殖重点实验室
【摘要】通过对工厂化循环水养殖进水流速的智能调控,可降低饵料残留,避免水质恶化。为此,本文采用数值模拟方法研究了进水流速对工厂化循环水养殖池流场特性的影响,并基于该研究设计出一套确定进水流速调控的实验方法。首先,通过对比Standard k-ε、RNG k-ε、Realizable k-ε三种湍流模型及多种壁面函数的仿真效果,确定RNG k-ε模型和标准壁面函数作为仿真配置。同时针对多相流模型,对欧拉多相流模型和DPM离散相模型进行对比,为提高计算准确性选用DPM离散相模型,并基于上述模型进行网格无关性验证、制定网格划分方案。其次,以大菱鲆(Scophthalmus maximus)养殖为例,模拟不同进水流速下养殖池流场、排污、水温调节的效果。最后,针对仿真结果提出进水流速调控方案。结果显示,日常采用1.0 m/s的进水流速,可有效提高适宜流速区面积并控制水处理成本;投饵前,采用0.2 m/s的进水流速可以解决循环水养殖中存在的饵料浪费问题;进食结束后,采用1.2 m/s的进水流速可快速排出残饵壁面水质恶化;水温异常时,采用15 ℃的水、以1.2 m/s的进水流速注水230 s可使20 ℃的水下降到正常水平,精准化控制水温。采用本文提出的方法可以针对不同养殖生物,养殖环境,设计进水流速智能调控策略,可用于解决循环水养殖过程中饵料浪费、水质变差、水温异常等问题。
【关键词】离散相模型 颗粒分布 流场特性 水温调控 圆形养殖池
【基金】国家重点研发计划(2020YFD0900600);; 国家现代农业产业技术体系(CARS-47)天津市海水养殖产业技术体系(ITTMRS2021000)共同资助
【所属期刊栏目】渔业科学进展
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