随着水资源短缺、环境污染问题日益突出,工业化循环水养殖系统(Recirculating aquaculture systems)作为一种集约化养殖模式也得到较大范围推广。有学者预计到2030年,RAS水产养殖模式将成为水产品的主要来源,因为它满足了许多环境、经济和社会的可持续发展目标。养殖池作为RAS系统的核心,为水生生物提供着生长所需要的水源,营养物质等必备要素,如何才能设计出一个最适合养殖对象生长的养殖池出来,成为当下急需解决的一个问题。而指导设计养殖池结构参数以及运行参数的的一个关键因素就是要准确知道养殖池内水的流态。因此对养殖池在循环水作用下的整个流动状态的模拟、流场的分析,水动力特性的研究就显得很有必要。本文对养殖水池湍流模拟问题进行了深入学习与总结,利用CFD理论方法,鉴别并选择较符合实际情况的湍流模型,实现了对养殖池内部流场的模拟,相对全面地描述了该目标养殖池在循环水的动力作用下内部水流的水速、固体颗粒物的运行轨迹以及滞留时间等物理量,实现了一种基于养殖水池流场变化情况的结构参数设计标准评估。主要研究内容具体如下:首先,了解国内外关于养殖水池湍流模拟的基本理论及研究方法,进一步掌握有限体积法和有限差分法对于求解三维N-S方程和湍流模型方程的理论过程。通过探究基于压力隐式的计算方法,压力与速度相互耦合的SIMPLE算法,以及一阶迎风格式在求解湍动能的应用过程来有针对性地掌握相关的CFD理论。基于上述数值模拟方法,研究湍流模拟内在机理。并且在此基础上通过CFD计算程序FLUENT,完成目标养殖水池的三维模型创建以及数值模拟。其中分别采用RNG k-?模型和标准k-?模型对池内水流运动进行模拟,得出和前人试验结果较吻合的湍流模型,同以往研究人员的数据进行比对,以证明此方法的准确性。在以上基础上,更深一步对目标养殖池进行两相流的研究,得出池中不同直径固体颗粒物的运动轨迹和运行时间。通过对该养殖水池的数值模拟,可以得出养殖池的结构参数,运行参数(诸如进水口的数量,布置进水口的方向以及水速大小等)对养殖水内部流场分布和变化情况的影响,并作出规律性探索,以期为养殖水池的设计提供建设性的指导意见。