伴随着世界能源加快向低碳、绿色、清洁化转型,太阳能作为可再生能源,因具有分布广泛、储量巨大等特点,已得到世界各国的高度重视。盐梯度太阳池作为是一种能够长时间、大规模储存太阳能的装置,其构造简单、清洁环保,具有广阔的发展前景。因此对盐梯度太阳池的研究已成为太阳能新型利用方面的热点研究课题之一。本文以盐梯度太阳池为研究对象,基于计算流体力学(CFD)的基本理论,开展太阳池的CFD数值模拟研究。在考虑热盐双扩散的情况下,基于已有的太阳池实验系统,建立了太阳辐射模型、热损失模型、稳定性模型,形成了大涡模拟的梯形太阳池二维数学模型,进而对增强型太阳池进行了二维数值模拟研究。以Fluent 17.2为计算平台,分别采用雷诺平均(RANS)和大涡模拟(LES)两种湍流模型,模拟了梯形太阳池的运行过程,从太阳池的中心温度、速度场分布等多角度对比研究了两种湍流模型的差异,确定了适合于太阳池微湍流现象数值模拟的湍流模型,即LES模型;在此基础上基于大涡模拟模型,深入分析了梯形太阳池内的温度场、速度场、涡量场以及盐度特性。结果表明:随着时间推移,太阳池整体温度逐渐升高,高温区由UCZ转移至LCZ;在同一水平高度上,温度呈中间高、两侧低分布,最大温差出现在NCZ下部;速度场主要分布在LCZ,呈现出明显的涡旋结构,涡旋在太阳池运行过程中发生合并与拆分;涡量场主要分布在LCZ,高涡量区对应速度梯度较大的区域;盐浓度与池水密度变化趋势相同,受盐扩散影响上下交界面处的盐浓度呈明显下降趋势。为了提高太阳池的供热温度,本文提出在池表面铺设透明薄膜和结合太阳能集热器辅助集热的两种方法,并基于大涡模拟方法,分别建立了薄膜模型和辅助集热模型,并通过Fluent中的UDF将其引入到太阳池模型,构建了增强型太阳池数学模型,基于模拟结果分析了两种强化方式对太阳池热性能的影响。结果表明:增设塑料薄膜以后,太阳池表面热损失减少,LCZ温度升高,在温度下降区间,薄膜太阳池的温度下降速率略低于无膜太阳池;太阳池与辅助集热器并联后,各层温度的整体分布趋势并没有受到明显影响,辅助集热太阳池温度整体高于无集热器的太阳池。太阳池技术研究的主要目的是为了将太阳池作为低温热源应用到实际生产生活中去。本文通过算例进行了以太阳池为热源的海产品越冬养殖的经济性分析,讨论了太阳池为冬季海水养殖供热的优势所在,旨在为太阳池的实际应用提供有益借鉴。