综述：CFD优化太阳能物联网集成 paddlewheel 增氧机在可持续对虾养殖中的应用

这篇综述系统探讨了亚洲集约化对虾养殖中 paddlewheel 增氧机的性能优化与能源效率提升策略，涵盖计算流体力学（CFD）设计改进、物联网（IoT）实时溶解氧（DO）调控及太阳能光伏（PV）系统应用，为可持续水产养殖提供技术集成方案。

　　

摘要

集约化对虾养殖面临溶解氧（DO）管理的核心挑战。研究表明，DO水平低于5 mg/L会导致对虾应激甚至死亡。传统 paddlewheel 增氧机通过机械搅动提升水体氧合，但其设计效率与能耗问题亟待优化。本文综述了计算流体力学（CFD）模拟在叶片结构改进中的应用，例如台湾型叶片通过调整倾角与浸没深度可将标准增氧效率（SAE）提升至1.8 kg O₂
/kWh。

引言

全球水产养殖产量已超越海洋捕捞，其中对虾（如凡纳滨对虾Penaeus vannamei
）因耐盐性强成为主导品种。亚洲半集约化养殖密度达30-60尾/m²
，依赖人工投喂导致DO快速消耗，需持续增氧维持5 mg/L以上阈值。

增氧机技术演进

早期美国拖拉机驱动 paddlewheel 成本高昂，后发展为1-3 hp浮动电机驱动。CFD模拟揭示叶片形状（如弧形设计）可减少涡流损失，而物联网（IoT）传感器能动态调节转速，匹配池塘DO实时需求。

太阳能集成

泰国案例显示，传统电网增氧成本占生产总支出30%。太阳能PV系统结合锂离子电池可降低能耗，但阴雨天续航仍是瓶颈。无刷直流电机（BLDC）比异步电机节能20%，适合离网地区。

未来方向

需开发CFD-IoT-PV协同的智能增氧系统，实现根据藻类活性、投喂量等参数的自适应调控，同时验证其在盐度0-50 ppt水域的长期稳定性。

（注：全文严格基于原文数据，未扩展非提及内容）