折角比对养殖工船舱内流场特性的影响

1

作者 赵玲菲 薛博茹 赵云鹏 《渔业现代化》 CSCD 北大核心 2024年第2期22-31,共10页

为改善带有顶、底边舱且低径深比的养殖工船养殖舱内流场特性,以提高水产养殖动物福利与经济效益,提出一种结构优化参数折角比(a/B,a为角壁边长,B为养殖舱壁边长),以评估养殖舱内流场的改善效果。基于计算流体动力学(CFD)仿真技术,研究... 为改善带有顶、底边舱且低径深比的养殖工船养殖舱内流场特性,以提高水产养殖动物福利与经济效益,提出一种结构优化参数折角比(a/B,a为角壁边长,B为养殖舱壁边长),以评估养殖舱内流场的改善效果。基于计算流体动力学(CFD)仿真技术,研究折角比参数a/B(0~0.4)和进水速度(0.8~1.2 m/s)对养殖舱内流场特性的影响。结果显示:不同进水速度下,养殖舱内流体特性的变化趋势一致;养殖舱水力停留时间一致的条件下,当折角比参数0.25≤a/B≤0.40时,养殖舱内流场均匀性较好,平均流速较原方形养殖舱提高35%,能量有效利用率提高70%;角壁附近低流速区域减少,养殖舱中间排水口区域有明显涡柱形成,有助于提高养殖舱系统的自清洁性能。研究表明,折角比参数a/B控制在0.25~0.40时,有助于提高养殖舱系统的能量有效利用率和养殖空间利用率。研究结果可为养殖工船养殖舱的结构设计和优化提供参考依据。 展开更多

关键词 折角比 养殖工船 养殖舱 流场特性 计算流体力学

下载PDF 职称材料

矩形圆弧角养殖池系统固液两相流数值模型的构建与进径比影响研究

2

作者 薛博茹 任效忠 +1 位作者 胡艺萱 毕春伟 《浙江海洋大学学报（自然科学版）》 CAS 2021年第5期454-462,共9页

为研究单通道排污的矩形圆弧角养殖池系统集排污性能,采用RNG k-ε湍流模型与DPM模型相结合的方式建立固-液两相流动的数值计算模型。在试验验证的基础上开展单管入流模式下,进径比(参数C/B,C是射流孔位置到养殖池壁的水平距离,B是养殖... 为研究单通道排污的矩形圆弧角养殖池系统集排污性能,采用RNG k-ε湍流模型与DPM模型相结合的方式建立固-液两相流动的数值计算模型。在试验验证的基础上开展单管入流模式下,进径比(参数C/B,C是射流孔位置到养殖池壁的水平距离,B是养殖池短边边长)对单通道排污的养殖池系统内沉降式固体颗粒物的汇集规律和排出效率进行研究。结果表明,养殖池系统的集排污性能与养殖池内尤其是池底的流场条件密切相关。基于进径比参数C/B的调整可优化池内及池底的流场条件,进而提高养殖池系统的集排污性能。研究表明,进径比参数C/B=0.03时,即有利于养殖池系统获得最佳流场条件又可明显提高养殖池系统的集排污性能,对工厂化循环水养殖系统构建具有重要价值。 展开更多

关键词 矩形圆弧角养殖池 集排污性能 固-液两相流模型 进径比

下载PDF 职称材料

单进水管结构对单通道矩形圆弧角养殖池水动力特性的影响研究 被引量：25

3

作者 于林平 薛博茹 +5 位作者 任效忠 刘鹰 许条建 史宪莹 胡艺萱 张倩 《大连海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期134-140,共7页

为研究进水结构及其设计参数对循环水养殖池水动力特性的影响,采用流体动力学仿真技术,基于有限体积法和有限差分法建立三维数值计算模型,对矩形圆弧角养殖池在单进水管结构水力驱动模式下,不同射流孔数和进水管布设位置对养殖池内(尤... 为研究进水结构及其设计参数对循环水养殖池水动力特性的影响,采用流体动力学仿真技术,基于有限体积法和有限差分法建立三维数值计算模型,对矩形圆弧角养殖池在单进水管结构水力驱动模式下,不同射流孔数和进水管布设位置对养殖池内(尤其是池底)流场的影响进行三维数值计算,并对排污口附近的复杂流场特征进行了重点分析。结果表明:提高日循环次数(本研究增加射流孔数)有利于增加养殖池内平均流速与速度分布均匀性;进水管布设于圆弧角位置是优选布设,有利于改善养殖池底部水动力特性。研究表明,进水管采用圆弧角位置布设,日循环次数为100~120次/d(本研究对应射流孔数为18~21个)时,养殖池内尤其是底部能达到较优流场状态,该结果可为工厂化循环水矩形圆弧角养殖池进水结构的参数设计和布设位置选择提供参考依据。 展开更多

关键词 矩形圆弧角养殖池 单进水管 水动力特性 数值模拟

下载PDF 职称材料

圆弧角优化对单通道方形养殖池流场特性的影响研究 被引量：19

4

作者 桂劲松 张倩 +5 位作者 任效忠 刘鹰 马真 史宪莹 许条建 薛博茹 《大连海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期308-316,共9页

为改善方形养殖池的流场特性并保持较高的空间利用率,提出将圆形养殖池的良好水动力特性和方形养殖池的高空间利用率优势相结合,以圆弧角代替直角的方式优化方形养殖池,运用计算流体力学建立了三维湍流数值计算模型,对不同圆弧角尺度(... 为改善方形养殖池的流场特性并保持较高的空间利用率,提出将圆形养殖池的良好水动力特性和方形养殖池的高空间利用率优势相结合,以圆弧角代替直角的方式优化方形养殖池,运用计算流体力学建立了三维湍流数值计算模型,对不同圆弧角尺度(圆弧角半径与池体宽度之比,即相对弧宽比为0~0.5)和进水流量(400、814、1174 L/h)的单通道方形养殖池流场特性进行研究,同时基于养殖池流场特性对养殖池类型进行定义。结果表明:当0.2≤R/B<0.4时,养殖池的平均流速相比方形养殖池明显提升,阻力系数降低,在进水流量较大(1174 L/h)时流场均匀性显著改善,同时有别于圆形养殖池水动力特性,并将此类养殖池定义为方形圆弧角养殖池。研究表明,R/B=0.20、0.25是兼具较好流场均匀性和高空间利用率的方形圆弧角养殖池,本研究结果可为方形圆弧角养殖池的设计提供理论依据和优选设计参数。 展开更多

关键词 计算流体力学 流场特性 单通道 方形圆弧角养殖池

下载PDF 职称材料

进径比对方形圆弧角养殖池内流场特性的影响研究 被引量：15

5

作者 薛博茹 姜恒志 +3 位作者 任效忠 于林平 张倩 王国峰 《渔业现代化》 CSCD 2020年第4期20-27,共8页

为研究进径比(参数C/B,射流孔位置到养殖池壁的水平距离C与养殖池短边边长B之比)对单管入流模式下双通道方形圆弧角养殖池系统流场特性的影响,基于计算流体动力学仿真技术,应用Fluent前处理软件Gambit构建三维数值计算模型,采用RNG k-... 为研究进径比(参数C/B,射流孔位置到养殖池壁的水平距离C与养殖池短边边长B之比)对单管入流模式下双通道方形圆弧角养殖池系统流场特性的影响,基于计算流体动力学仿真技术,应用Fluent前处理软件Gambit构建三维数值计算模型,采用RNG k-ε湍流模型模拟循环水养殖池内流场。物理模型试验证明,该数值模型能够准确模拟方形圆弧角养殖池系统内的流场,同时提出能量有效利用系数评价养殖池系统的能量有效利用率。结果表明:优化进径比可有效改善养殖池系统内平均流速(a=0.05,P<0.0001)、提高能量有效利用率。研究表明,进径比参数C/B在0.02~0.04区间有利于双通道方形圆弧角养殖池系统获得最佳水动力条件。本研究为工厂化循环水养殖进水管的布设位置提供理论参考。 展开更多

关键词 养殖池 进径比 计算流体动力学 流场特性

下载PDF 职称材料

双进水管系统对单通道矩形圆弧角养殖池水动力特性影响的数值研究 被引量：10

6

作者 任效忠 薛博茹 +4 位作者 姜恒志 于林平 许条建 马真 史宪莹 《海洋环境科学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期50-56,共7页

为研究双进水管结构工况不同布设位置对海水循环水矩形圆弧角养殖池池底水动力特性的影响,基于RNG k-ε湍流模型,应用计算流体力学仿真技术,对双进水管结构工况下6种不同布设位置的养殖池内部流场进行三维数值模拟,采用流体动力学特征... 为研究双进水管结构工况不同布设位置对海水循环水矩形圆弧角养殖池池底水动力特性的影响,基于RNG k-ε湍流模型,应用计算流体力学仿真技术,对双进水管结构工况下6种不同布设位置的养殖池内部流场进行三维数值模拟,采用流体动力学特征量重点分析排污口附近复杂的流场形态。研究结果表明:双进水管结构中进水管的布设位置对养殖池底部流速分布影响显著,双进水管均布设在圆弧角位置是优选布设,有利于改善养殖池底部水动力特性。 展开更多

关键词 计算流体力学技术 矩形圆弧角养殖池 双进水管 水动力特性

原文传递

基于CFD的进水管布设位置对沉降式固体颗粒排污影响的数值模拟 被引量：7

7

作者 薛博茹 李永锋 +3 位作者 胡艺萱 任效忠 赵云鹏 毕春伟 《大连海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期620-628,共9页

为研究不同进水系统结构对单排污通道矩形圆弧角养殖池内沉降式固体颗粒物排出效率的影响规律,优化养殖池进水结构并提高养殖池系统的集排污性能,运用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真技术构建固-液两相流数值计... 为研究不同进水系统结构对单排污通道矩形圆弧角养殖池内沉降式固体颗粒物排出效率的影响规律,优化养殖池进水结构并提高养殖池系统的集排污性能,运用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真技术构建固-液两相流数值计算模型,研究了弧壁单管和直壁单管养殖池系统内不同密度(1100、1200、1300、1400、1500 kg/m^(3))和粒径(1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 mm)的沉降式固体颗粒物的排出效率。结果表明:固体颗粒物的最终排出率与进水管布设方式及自身属性(密度与粒径)均相关;对于不同密度的颗粒物而言,弧壁单管进水模式下,5种密度的固体颗粒物的最终排出率较直壁单管进水模式平均提高28.60%,且随着密度的增加固体颗粒物的最终排出率呈现先增大后减小的趋势,直壁单管进水模式下,颗粒物的排出率随颗粒物密度的增加而降低;对于不同粒径的颗粒物而言,弧壁单管进水模式下,7种粒径的固体粒子的最终排出率较直壁单管进水模式平均提高38.32%,两种进水模式下,固体颗粒物最终累计排出率均随颗粒物粒径的增大呈现先降低后增加的趋势。研究表明,进水管布设于弧壁位置(进径比C arc/B arc=0.01)能够有效提高沉降式固体颗粒物的排出率,本研究结果可为优化工厂化循环水养殖池系统的集排污性能提供参考。 展开更多

关键词 固-液两相流模型 固体颗粒物 排出率 矩形圆弧角养殖池

下载PDF 职称材料

循环水养殖中水动力特性对鱼类影响的研究进展 被引量：6

8

作者 王江竹 宛立 +3 位作者 任效忠 史宪莹 张倩 薛博茹 《水产科学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期458-464,共7页

水产养殖业在我国拥有重要的地位。在过去50多年间,以中国为代表的水产养殖业的发展速度已超过全球人口增速,全球已经有39个国家和地区的水产养殖产量超过了捕捞产量,中国则以水产养殖产量占渔业总产量的73%位列第一[1-2]。随着经济的... 水产养殖业在我国拥有重要的地位。在过去50多年间,以中国为代表的水产养殖业的发展速度已超过全球人口增速,全球已经有39个国家和地区的水产养殖产量超过了捕捞产量,中国则以水产养殖产量占渔业总产量的73%位列第一[1-2]。随着经济的发展和养殖规模的不断提升,养殖业出现了生产方式落后、效率低下、养殖环境污染、水域生态破坏、病害频发等一系列亟待解决的问题[3-4]。 展开更多

关键词 循环水养殖模式 池型 水动力条件 养殖效果

下载PDF 职称材料

双通道排水系统对矩形圆弧角养殖池流场特性的影响研究 被引量：5

9

作者 张倩 桂劲松 +3 位作者 薛博茹 任效忠 熊玉宇 王国峰 《渔业现代化》 CSCD 2020年第6期19-25,共7页

为改善养殖池内水动力条件和基于提高养殖池自净能力的需求,采用双通道排水系统实现养殖池内固体废弃物的第一级有效分离,并对双通道养殖池内的流场特性开展研究。基于计算流体力学(CFD)技术建立了矩形圆弧角养殖池的三维湍流数值模型,... 为改善养殖池内水动力条件和基于提高养殖池自净能力的需求,采用双通道排水系统实现养殖池内固体废弃物的第一级有效分离,并对双通道养殖池内的流场特性开展研究。基于计算流体力学(CFD)技术建立了矩形圆弧角养殖池的三维湍流数值模型,并对单通道和双通道养殖池流场特性进行对比分析。结果显示:在单管入流条件下,双通道养殖池的平均速度比单通道养殖池平均增长约7%,阻力系数平均降低约13%,同时均匀系数UC50平均大幅提高约23%;而在双管入流条件下,双通道养殖池的平均速度比单通道养殖池平均增长约8%,阻力系数平均降低约14%,均匀系数UC50平均增长约7%。研究表明,双通道养殖池的底流分流比对于流场特性的影响较小,双通道排水系统能够有效改善养殖池内水动力条件,增强水力混合特性。 展开更多

关键词 双通道排水系统 矩形圆弧角养殖池 流场特性 计算流体力学

下载PDF 职称材料

方形圆弧角海水养殖池排污特性的试验研究 被引量：5

10

作者 任效忠 王江竹 +4 位作者 薛博茹 姜恒志 宛立 王国峰 车宗龙 《海洋环境科学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期790-797,共8页

为研究工厂化海水养殖系统方形圆弧角养殖池的排污效果,本文建立了单通道排污的养殖池物理模型试验系统,开展了水体日循环次数、射流角度、径深比、相对弧宽比参数对养殖池集排污特性影响的试验研究,分析了固体颗粒物排污规律以及影响... 为研究工厂化海水养殖系统方形圆弧角养殖池的排污效果,本文建立了单通道排污的养殖池物理模型试验系统,开展了水体日循环次数、射流角度、径深比、相对弧宽比参数对养殖池集排污特性影响的试验研究,分析了固体颗粒物排污规律以及影响池内排污效果的主要因素。本文试验结果表明:水体日循环次数是影响单通道方形圆弧角养殖池系统排污效果的首要因素,池内平均速度越快,养殖池系统的排污效果越好;以20°为间隔开展单管弧壁进水试验,进水管入射角度为40°时池内排污效果最优;固体颗粒物排污效率的明显分界径深比为6∶1,方形圆弧角养殖池径深比小于6∶1时更有利于系统排污;方形圆弧角养殖池的排污效果明显优于方形养殖池,相对弧宽比为R/B=0.2时排污效果最佳。研究表明,优化方形圆弧角养殖池结构及水力驱动条件可不同程度地提高养殖池的系统排污效率,本研究可为改善方形圆弧角养殖池快速排污问题提供理论参考和优化方向。 展开更多

关键词 方形圆弧角养殖池 单通道排污结构 排污效果 试验研究

原文传递

相对弧宽比对双通道方形养殖池的流场优化研究 被引量：3

11

作者 张倩 桂劲松 +3 位作者 任效忠 薛博茹 毕春伟 刘鹰 《南方水产科学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期119-125,共7页

为改善双通道方形养殖池内流场特性,通过研究圆弧角和直边的池壁组合方式对其进行流场优化,从而为循环水养殖产业提供更好的养殖装备。利用计算流体力学技术对双通道养殖池内流场进行三维数值模拟,通过对修正速度v_(0)和均匀系数UC_(50... 为改善双通道方形养殖池内流场特性,通过研究圆弧角和直边的池壁组合方式对其进行流场优化,从而为循环水养殖产业提供更好的养殖装备。利用计算流体力学技术对双通道养殖池内流场进行三维数值模拟,通过对修正速度v_(0)和均匀系数UC_(50)的分析,评估了相对弧宽比(R/B,R为圆弧角半径,B为池壁边长)对池内流场特性的影响。结果表明,不同的底流分流比(养殖池底部中心排水口的出流流量占总体出流流量的百分比)工况均呈现相同规律,即在相同的水体交换率下,0.2≤R/B<0.4的方形圆弧角养殖池的平均流速大约为方形养殖池的2倍,而与圆形养殖池相比无明显差异;且在流场均匀性分析中发现,0.2≤R/B<0.4的方形圆弧角养殖池均匀系数较高,甚至优于圆形养殖池的流态。研究表明,方形圆弧角养殖池的圆弧角可有效缩小方形养殖池中直角所导致的低流速区域面积,且保留了较高的空间利用率。方形圆弧角养殖池结合了方形养殖池和圆形养殖池的优势,可较好地解决双通道方形养殖池内流态不佳的问题,具有良好的产业推广及应用价值。 展开更多

关键词 相对弧宽比 双通道 方形圆弧角养殖池 流场特性 计算流体力学

下载PDF 职称材料

CFD技术在循环水养殖系统构建中的研究现状与展望 被引量：1

12

作者 黄铮铮 史宪莹 +2 位作者 张倩 薛博茹 任效忠 《科学养鱼》 2021年第5期3-4,共2页

目前,养殖池水动力特性的研究主要采用模型试验和基于CFD技术的数值模拟方法。2010年以前的研究以模型试验为主导技术手段,2010年以来的研究进入模型试验和数值模拟共同发展、互为补充的研究阶段。一、与实测法的对比1.实测法的优点与... 目前,养殖池水动力特性的研究主要采用模型试验和基于CFD技术的数值模拟方法。2010年以前的研究以模型试验为主导技术手段,2010年以来的研究进入模型试验和数值模拟共同发展、互为补充的研究阶段。一、与实测法的对比1.实测法的优点与局限性循环水养殖系统中实测法通常采用声学多普勒流速仪和激光粒子图像测速(PIV)进行养殖池系统速度场监测,测得流速等流场数据进而开展系统流场特性分析研究。 展开更多

关键词 实测法 CFD技术 养殖池 循环水养殖系统 声学多普勒流速仪 水动力特性 研究现状与展望 模型试验

下载PDF 职称材料

循环水养殖集排污试验中固体颗粒物试验替代物的研究

13

作者 张译文 车宗龙 +1 位作者 薛博茹 任效忠 《山西建筑》 2020年第19期153-155,共3页

循环水养殖池系统的集排污性能对保持系统水质极其重要,试验研究是优化系统集排污性能的重要手段。为避免试验系统内固体颗粒等污染物的分解对研究循环水养殖池系统集排污性能带来的试验操作困扰,对比分析大米、小米、西米和绿豆等物质... 循环水养殖池系统的集排污性能对保持系统水质极其重要,试验研究是优化系统集排污性能的重要手段。为避免试验系统内固体颗粒等污染物的分解对研究循环水养殖池系统集排污性能带来的试验操作困扰,对比分析大米、小米、西米和绿豆等物质的特性(体积和密度),寻找合适的试验替代对象对保持养殖池的水质和环境保护有重要的意义。通过文献整理及试验探究等方式综合分析,发现小米的物理特性与固体颗粒物基本接近,是物理模型试验中固体颗粒物残饵、粪便等较为合适的替代品。 展开更多

关键词 集排污试验 固体颗粒物 试验替代物

下载PDF 职称材料