南方水产科学

作者：屈直, 田昌凤, 车轩, 韩梦遐, 李新丰

关键词：太阳能增氧机, 池塘养殖, 计算流体动力学, 流场特性

针对现有水产养殖增氧设备耗电大、增氧效率偏低等问题，本研究设计了一种水车式太阳能增氧机。基于计算流体力学 (Computational fluid dynamics, CFD) 建立该增氧机的数值模型，对其可行性进行验证和优化，并通过原型机水动力试验验证了数值模型的有效性，重点分析叶轮转速对增氧机的周围流场特性的影响。结果表明：随着叶轮转速增加，水流速度显著提升，流场梯度差异增大，紊流现象显著。靠近叶轮1~3 m监测面的流速集中在1.0 m∙s−1左右，流动不稳定且环流现象明显；而5 m处叶轮区域监测面流速集中在0.5 m∙s−1左右，变化范围较小。随着叶轮转速提高，叶轮后方1、3和5 m处的水平速度均值分别由0.362、0.402和0.447 m∙s−1升至0.521、0.604和0.661 m∙s−1，振幅分别由0.059、0.044和0.033 m∙ s−1升至0.082、0.054和0.043 m∙s−1。且随转速升高，紊流现象显著增强，在液体与自由液面碰撞处更加明显，产生大量微气泡，促进液膜更新并延长氧气溶解时间，从而提升氧传质效率，显著增强增氧能力。研究结果为节能增氧机的优化设计提供了理论依据与技术支撑。

来源：2026年第2期

《南方水产科学》期刊编辑部

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