随着土地资源日趋紧张,环境污染日益加重,水产养殖必然要走向“节能、减排、生态、高效的循环水养殖模式。池塘循环水养殖是集循环流水养殖技术、生物净水技术、高效集污/排污技术于一体的生态养殖模式。工厂化循环水养殖是集增氧、过滤、消毒、温度控制及氨氮、亚硝基盐调控等多项技术于一体的自动化养殖模式。这两种循环水养殖的核心技术是去除养殖水体中的残余饲料、鱼类粪便等沉淀颗粒及悬浮物,并营造适合鱼类生长的水动力环境。循环水养殖系统的水动力学研究对于解决当前循环水养殖系统中存在的水循环性能低、水质净化效能差、集排污效率低等问题具有极其重要的科学研究意义和实际应用价值。本文针对循环水养殖迫切需要解决的关键科学问题,结合多相流理论和CFD数值计算方法,分别以上海市农业示范工程—分割式池塘循环水养殖系统和典型单通道工厂化循环水养殖系统为研究对象,模拟研究了两种典型循环水养殖系统中的单个养殖池的水动力特性。主要研究内容及结果如下:（1）基于欧拉-欧拉法双流体模型,建立了池塘循环水养殖系统单个养殖池的单相流数值计算模型,重点研究了不同水力条件下养殖池注水过程的流动特性、湍流/涡结构的产生与发展规律,主要得到以下结论:随着注水速度增大,养殖内部水流回转角速度增加;随着水体回转速度的增加,旋流、涡流现象越明显,越接近养殖池中央,其速度越低,这种现象使得沉积颗粒物容易向中间聚集,有利于该养殖池集污排污。（2）应用欧拉-拉格朗日法多相流理论,将鱼类排泄物、饲料等颗粒物简化为球形粒子,结合颗粒轨道模型（DPM）,建立了养殖池的液固两相流场数值计算模型。重点研究了不同的水力条件、池塘底面坡度等因素对养殖池集排污特性的影响,主要得到以下结论:随着养殖池底面坡度的增加,养殖池内部流态紊乱程度减小,养殖池内部流场湍流强度也会相应减小,有利于固相颗粒物的沉降;养殖池底面坡度越大,其底部出口附近压力越小,颗粒物受到的作用力就越小,越有利于固体颗粒物的沉积;随着底部坡度的增大,养殖池的净水效能逐渐增强。（3）以一种典型单通道工厂化循环水养殖池为研究对象,建立了不同池型结构的单相流数值计算模型。重点研究了养殖池圆弧角半径对单个养殖池的速度分布、流动均匀性指数、涡量分布、能量有效利用系数等水动力学特性的影响,主要得到以下结论:随着养殖池圆弧角半径的增加,养殖池内流场湍流强度减弱,水流均匀性指数整体呈上升趋势,减少了池内低速混合区的产生,提高了池内水体混合均匀性;随养殖池圆角半径的改变,养殖池能量有效利用系数和平均水流均匀性指数变化趋势相同,两者的增长趋势呈现一定的正相关性;提出了一种养殖池综合性能指数,该指数能够有效评估养殖池综合性能,解决了在保证圆形养殖池具有较好的水动力条件下,提高循环水养殖系统空间利用率的问题。综上,研究结果为解决循环水养殖系统水循环性能低、水质净化效能差、集污排污效率低等问题具有重要的科学意义和应用价值。本文通过数值研究得到了池塘循环水方形切角养殖池底面结构与其水体净化效能的关系、有利于颗粒物聚集的水动力条件;探究了工厂化养殖池圆弧角半径对养殖池水动力特性的影响因素;提出了用于评估工厂化循环水养殖池空间利用率和水动力学性能的综合性能指数。