气力人工上升流对水体温度的影响研究.pdf

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1、第31卷第4期机电工程Vo1．31No．42014年4月JournalofMechanical＆ElectricalEngineeringApr．2014DOI：10．3969／j．issn．1001—4551．2014．04．007气力人工上升流对水体温度的影响研究水冷金英，黄豪彩，陈家旺，樊炜，葛晗，林杉，刘明洲，杨景，陈鹰(浙江大学海洋学院，浙江杭州310058)摘要：为解决气力人工上升流技术对周围水体温度和营养盐等分布的影响问题，将计算流体仿真技术应用到温度场的仿真中，开展了计算分析，建立了上升流过程与温度变化之间的关系，提出了利用VOF多相流模型对温度

2、场进行仿真，研究了气力人工上升流对水体温度的影响。在仿真结果的基础上，对气力人工上升流的效果进行了评价，并进行了千岛湖试验。实验结果表明，试验结果和仿真结果基本吻合，该模型能够很好地指导以后的海试，为气力人工上升流系统的设计奠定了基础。关键词：气力人工上升流；温度；千岛湖试验；仿真中图分类号：TH766文献标志码：A文章编号：1001—4551(2014)04—0442—04Influenceofair。l-liftartificialupwellingonwatertemperatureLENGJin—ying，HUANGHao—cai，CHENJia—wan

3、g，FANWei，GEHan，LINShan，LIUMing—zhou，YANGJing，CHENYing(OceanCollege，ZhejiangUniversity，Hangzhou310058，China)Abstract：Inordertosolvetheproblemsoftheinfluenceofair—liftartificialupwellingonthesurroundingwatertemperatureandnutrientetc，computationalfluidsimulationwasappliedtothesimulation

4、oftemperature．Aftertheanalysisofcalculation，therelationshipbe—tweenupwellingprocessandthetemperaturechangewasestablished．AmethodwaspresentedtousetheVOFmultiphaseflowmodeltosimulatethetemperature，researchingO13_air—liftartificialupwellingeffectsonwatertemperature．Theeffectoftheair—lif

5、tartificialupwellingwasevalu~edonthebasisoftheresultsofsimulation，theqiandaolaketestwasdone．Theexperimentalresultsshowthat，thesimulationisbasicallyaccordantwiththeresultsofexperiment．Atthesametime，thismodelcanbeagoodguidanceforthenextseatrialandalsobuildsupthebaseofthedesignofair—lif

6、tartificialupwellingsystem．Keywords：pneumaticartificialupwelling；temperature；qiandaolaketest；simulation多的有机物供鱼类生长繁殖，世界主要渔场多数分布O引言在上升流充沛的海域，如东海渔场、秘鲁渔场等"；另自然上升流是一个关键的海洋物理过程n，它可一方面可以降低上层海水的温度，缓解温室效应，为以把海水下层的营养盐带到中上层，使上升流地区的浮游生物提供一个适宜生长的温度范围，对环境起到海洋初级生产力达到大洋的6倍，鱼类生产量达到大良性的作用。但是在自然界中，自然上升

7、流海域洋的75倍，使上升流地区成为世界上海洋生产力较高占世界海洋面积的比例很小。的区域b]。海洋上升流是支持渔业生产的重要因素，人工上升流技术利用某种特殊装置，将温度较低能够很好地改善海洋生态环境，一方面可为浮游植且含有丰富营养盐的深层海水提升至真光层，提高其物提供足够的营养供其进行光合作用，从而产生出更作用海域的初级生产力。本研究的人工上升流采用注收稿日期：2013—11-12基金项目：国家自然科学基金重大国际(地区)合作研究资助项目(51120195001)；国家自然科学基金资助项目(41206079)；海洋水下高端装备技术科技创新团队资助项目(2010R5

8、0036)作者简介：冷金