利用CFD技术对养殖工船养鱼水舱温度场和流场模拟及验证❋
2018-04-13宋协法郑书星董登攀黄志涛
中国海洋大学学报(自然科学版) 2018年6期
关键词:模型
宋协法, 郑书星, 董登攀, 黄志涛
(中国海洋大学水产学院海洋渔业系,山东 青岛 266003)
养殖工船是一种可移动的海上养殖平台。与普通网箱养殖相比,养殖工船不仅具有养殖密度高、环境污染小、产品质量高等优点,而且可以布置到适宜水温和水质条件的海域进行养殖生产,有效避开台风等自然灾害。20世纪80—90年代,西方一些发达国家、日本、新加坡等国已经出现海上工业化养鱼,目前我国也开始了大型养殖平台的研发工作,但相关的学术研究还较少。2006年,丁永良首次阐述了国内外养鱼工船的发展现状,对技术要求做了简单探讨[1];2012年,徐皓等进一步探讨了我国离岸养殖战略[2]。本文研究对象是一艘由旧运输船改造的养殖工船,设计建成后布置在黄海冷水团,抽取深层低温海水,进行虹鳟(Oncorhynchusmykiss)类冷水性鱼的养殖。虹鳟对水温要求极为苛刻,适宜生活温度为12~18 ℃,超过22 ℃逐渐衰弱死亡[3]。受季风、黄海暖流及太阳辐射的影响,黄海表层温度和船体甲板温度均比较高[4],为保证最适养殖水温和较好集排污效果,需要对养鱼水舱内水体温度场和流场进行研究。
研究流态的方法分为实验测量、理论分析和数值模拟。实验测量耗时长、成本高,环境条件较难控制,测量方法和设备难免对真实结果造成干扰;理论分析具有一般普遍性,往往需要大量简化和假设;随着计算机技术发展,数值模拟的研究方法逐渐被认可,计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)不仅可以深入了解流体流动及传热过程,又可以减少实验成本,应用越来越广泛[5]。……
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