水產養殖工程的案例
用FLOW-3D模擬水產養殖地點的選擇
上海析模科技有限公司---FLOW-3D中國指定代理
在本篇文章中，作者約翰﹒理查森（John Richardson, Blue Hill Hydraulics）和卡特﹒紐維爾（Carter Newell, Great Eastern Mussel Farms），總結了他們在發展水產養殖專業系統的工作內容。這份心得來自于改善北美洲以及英倫三島的貝類養殖狀況。
要得到良好的水產養殖結果，地點的選擇非常的重要。在海洋的貝類養殖狀況，已經證明了當養殖地點位于海流某些位置的時候，養殖結果會相當成功。而養殖地點的選擇同樣也會影響養殖池的設計以及放養密度。
為了解決這一類型的問題，我們開發了一套三維數據模擬計畫的仿真計畫。這個計畫中將研究水流通過水產養殖區域（例如：生物浮床）時的狀況。計畫過程中，我們采用了 FLOW-3D 作為流場計算的工具。 FLOW-3D 能夠模擬局部的流場運動，同時可以用來模擬整體的海流運動影響。在這計畫中，對沿海地區水流的影響做了完善的詮釋，能夠考量洋流對于貝類養殖系統的影響，進而選擇不同的養殖策略，提高水產養殖的生產力。 水產養殖業的重要性
多年以來，海洋提供的魚類需求已經遠遠落後於供貨的需求。世界上超過一半的野生漁場已經面臨魚群枯竭的危機。最主要的原因，還是由于過度的捕撈。人口的增加以及消費的需求更加速了這個過程。
水產養殖業利用管理飼養魚類的環境，改善了魚群的成長以及繁殖力度。目前，養殖魚類以及貝類的供應量已經達到了全體供應量的 30%（20年前，這個數字僅僅是 10%）。水產養殖業是全球糧食生產中成長最快的項目之一（資料來源：Time, November 25,2002）。一般狀況下，水產養殖業利用浮籠或者是魚排增加在河口以及沿岸區的養殖密度。
展開 水產養殖為什么需要水質PH傳感器
水產養殖是為了滿足人們對水族產品的需求，而建立的一種額外獲取途徑。傳統的水產養殖是以犧牲自然環境和消耗大量的物質為主要特征，這種養殖方法不僅成本高、效益低、受地理條件的限制，而且還會破壞自然環境。現代化的養殖方式如人工池塘養殖、網箱養殖、流水養殖等，通過將物聯技術和傳感器技術應用于其中，以實現高效益的精細化養殖。水質PH傳感器就是采用電化學的方法測量水質中的PH值的儀器。
水質酸堿度直接魚類的生產性能，水體呈酸性，—般PH值小于6，水體中有許多死藻或瀕死的藻細胞。魚類體色明顯發白，水生植物呈現褐色或白色，水體透明度明顯增加。在養殖中后期，特別是高密度養殖的高位池或精養魚塘，由于有機物的含量較高，水中的藻類老化較嚴重，在這種水體中，易出現低氧或缺氧的情況，魚蝦在這個時候容易被細菌病毒攻擊而出現各種疾病。
在酸性水體中，會使魚蝦血液的PH下降，減低其載氧能力，使魚蝦在較高溶解氧的環境中也會發生浮頭，即生理性缺氧。魚蝦不愛活動，新陳代謝慢，攝食量減少，消化率下降，生長受抑制，成活率降低。因此，在生產過程中，為了使魚蝦用水的PH值穩定在一定范圍，常添加水質改良劑或菌類等物質，加強養殖水體的緩沖系統的緩沖能力。
PH的改變會引起水中一些化學物質含量的變化，還會引起許多物質形態的改變，特別是一些有毒物質存在形式的改變，導致毒性的改變而間接影響到魚類的生命活動。還會影響水中懸浮粒子、膠體及蛋白質等的帶電狀態，導致吸附、解吸、沉聚等，同時還會破壞水體浮游植物生產的最重要的物質基礎——磷酸鹽和無機氮合物的供應以及Fe、C等元素的吸收，從而導致光合作用及各類微生物的活動受到影響，最終引起魚產量的下降。
水質PH傳感器是可以把被測物體信號按照一定的規律轉化為電信號的檢測水質裝置，以供輸出、存儲、記錄等要求。
展開 應用在水產養殖參數檢測中的水質傳感器
水產行業不管是在內地還是在沿海一代都是我國發展的重點對象，本身水產養殖對于水中的各項參數指標就要求很嚴格，再加上水里所含物質的監測本身比較困難，所以現階段的淡水魚養殖對養殖監控系統的要求時越來越高。
水產養殖一般水質測溶解氧、鹽度、CO2、氨氮等數據。在高密度循環水養殖系統里，溶解氧可謂是最最要命的指標。短時間內溶氧就可以過山車似的從高溶氧掉到致命的低濃度，除了溶氧還沒有哪一個水質參數可以短時間內把魚搞死的。
因此，連續的不間斷的溶氧監測非常關鍵，除此之外，最好有緊急增氧設備以及應急備用電源，以確保各種情況下都可以應付的來。鹽度很重要，一般的漁場水體鹽度都是恒定的。當然某些漁場在育苗和養殖時的鹽度會有所不同，鹽度的測定就顯必要了。
其次是光學鹽度計，這個真心準確，用的時候像海盜船長一樣，碉堡了，就是用之前需要校對一下，還有注意溫度變化；再有就是電導率探頭，這個不用說，是最準的，直接讀數。
水產養殖一般監測溫度、PH、溶解氧、透明度這4個指標。魚池水質管理，直接影響養魚效益。衡量魚池水質好壞的指標主要有：池水溫度、酸堿度(PH值)、溶氧值和透明度。
現將其測試技術簡介如下：
溫度測試:
不同魚類對水溫的要求不同。鰱、鳙、草、鯉、團頭魴等屬溫水魚類，適宜生活的水溫為20℃～30℃。羅非魚屬熱帶魚類，適宜水溫為25℃～34℃。為了給魚創造最適宜的溫度環境，就要隨時掌握池水的溫度變化。監測水溫最常用的是水銀溫度計，但只能測得表層水溫。水質分析儀和溶氧測定儀，均有水溫測試功能，且可測定不同水層的水溫。
酸堿度測試:
池水的酸堿度(PH值)既影響魚類的生長生活，又影響到池水中的營養素，因此人們常用石灰來調節魚池水的酸堿度。對于鰱、鳙、草、鯉、團頭魴等溫水魚類，喜偏堿性水，其適宜PH值為7.5～8.5。
展開 Cadence CFD: 通過流固耦合模擬減少水產養殖生物足跡
我們的工具可用于上述魚網箱的流固耦合研究，以及優化具有多個目標和約束的水產養殖網箱的設計。
參考
Winthereig-Rasmussen, H., et al., Flow through fish farming sea cages: Comparing computational fluid dynamics simulations with scaled and full-scale experimental data. 海洋工程 (2016)，http://dx.doi.org/10.1016/j。
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文章來源：cadence博客
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