深海微生物的研究,对于研究全球碳循环和其他生命元素的地球化学循环有着重要的作用。深海微生物试验培养系统的研制对深海微生物的研究有着重大意义。而深海培养系统的工作特性关系到微生物实验的成败。本文结合国务院大洋技术专项(DY105—03—01—16),针对“极端海底环境分子生物地球化学多级模拟反应和监测系统”,建立了深海培养系统的数学模型,在Matlab/Simulink环境支持下进行了计算机仿真试验,并对参数进行了优化,以达到优化设计的目的。并在所研制设备“深海微生物培养系统”上进行了相应的实验。通过仿真得到的一些结果,对于深海微生物培养系统的进一步研究,具有一定的指导作用。 全文分为五章。 第一章阐述了研究意义以及目前国内外深海微生物培养领域及相似领域的研究现状。分析了几种现有深海微生物培养装置的总体方案,以及深海微生物培养系统目前已有研究基础及成果,在此基础上,阐述了论文的选题背景、意义及论文的研究目标和主要工作。 第二章首先介绍了深海微生物模拟平台各个重要元件的作用,在此基础上,建立了描述系统重要元件的数学模型,对各个重要元件的特性进行了仿真分析,为进一步在培养系统中应用类似元件打下了良好的基础。 第三章在深入分析了不同结构的培养系统流动体系,建立了个培养系统流动体系的数学模型并进行了仿真研究,开展了试验验证工作。同时进行了参数的调整、优化,为进一步研究深海微生物培养系统奠定了一定的基础。 第四章对系统的主要几个运行过程进行了仿真与试验的研究,得到了一些有益的结论,为进一步研究深海微生物培养系统提供了理论支撑。 第五章进行了总结与展望,给出了论文的研究成果,指出了进一步研究的方向。