针对传统水质检测设备在水产养殖工作中存在检测范围受限和检测深度不足等问题，设计了一款水质检测机器人，并对其进行结构动力学和流体动力学分析，以验证方案设计可行性。首先，完成机器人结构设计与建模，采用有限元方法对电子舱进行静力学强度校核；其次，基于CFD方法，采用RANS和RNG k-ε湍流模型，分析了0.2~1.0 m/s航速下的直航运动性能；最后，运用重叠网格技术，探究了变速运动特性。结果表示：在水下100 m时，电子舱最大等效应力为50.70 MPa，最大形变为0.076 3 mm，满足耐压要求。直航运动状态下，水动力系数(、、、和)分别为−34.75、−37.54、−82.81、−71.16和−93.47。变速运动状态下，惯性水动力系数(、和)分别为−7.32、−24.25和−22.53。该研究不仅为水质检测领域提供了一种具备水下移动能力、可实现全方位检测的新型装备，还为水质检测机器人结构优化与运动控制策略提供了数据支持，推动其在水质检测领域的实际应用。

系泊点高度的不同会显著影响平台的水动力特性和结构应力，从而影响平台的稳定性。采用ANSYS研究了半潜式养殖平台在不同系泊点高度下的水动力和结构应力特征。结果表明，系泊点越高，平台运动响应越大，尤其是倾斜角度增大，对平台运维及极端海况下的稳定性不利。最低系泊点P1的锚泊力和应力较大，但未超过限制值，且运动响应最小，有利于平台运营，被推荐为理想系泊点。进一步研究了不同波浪周期和荷载方向对平台运动与受力的影响。仅波浪作用时，锚泊力与应力对波浪周期敏感性低，线位移和纵摇与波浪周期呈正相关关系。波流联合作用时变化趋势与纯浪作用相反。荷载方向0°时锚泊力最大，平台线位移最小。荷载方向15°和30°时，有两根锚链共同承力，锚泊力、纵摇和应力减小，线位移增大。研究结果可为半潜式养殖平台系泊高度的设计和优化提供依据。

水产养殖车间高湿度环境易降低车间工程和设施使用寿命。为冬季水产养殖车间提供温湿度联合控制策略，有效降低车间湿度以及通风系统运行能耗，对水产养殖车间试验平台进行热湿环境数值模拟，结合试验数据验证了物理模型的准确性，并对实际水产养殖车间自然通风、机械通风以及机械通风结合供暖3种工况下车间内温湿度分布和结露状态进行研究，提出热湿控制策略，使水产养殖车间相对湿度降低至60%~80%。研究表明机械通风可以有效降低车间内湿度，减少车间内壁面结露状况；机械加热通风结合供暖情况下，室内温度均匀提升，仅在夜间开启机械加热通风，有效降低车间湿度，并且降低运行成本；无供暖情况下，间歇机械通风23 min可达到除湿效果并且能耗较低；仅有机械加热通风情况下，采用热湿空气全热回收，热回收效率可达到71.7%，不仅降低车间湿度，并且明显降低运行能耗。该研究为工厂化养殖车间空调系统除湿节能设计以及温湿度智能化控制研究提供参考。

针对机械化海带夹苗设备研发中，海带苗落苗与夹苗过程产生的落苗口堵苗、伤苗等问题，通过对适夹期的海带苗（Saccharina japonica）生物力学特性参数测量，获取海带苗柄、叶在外力作用下的力学特性参数和形变规律。介绍了海带苗的结构组成并对其生物特性进行了测量；使用质构仪和摩擦系数仪对海带苗的力学特性进行了测量并利用EDEM对海带苗的压缩特性进行了离散元仿真验证。结果显示，海带苗柄的抗拉强度的范围为0.67~0.79 MPa，抗剪强度的范围为1.95~2.23 MPa，压缩恢复性范围为0.43~0.46；海带苗叶的抗拉强度的范围为0.52~0.71 MPa，抗剪强度的范围为1.12~1.74 MPa，压缩恢复性范围为0.03~0.06，海带苗柄、叶的抗拉强度和抗剪强度随着加载速度的增大而减小，压缩恢复性随着加载速度的增大而增大。海带苗与不锈钢、橡胶、硅胶三种接触材料之间，当正压力与加载速度一定时，海带苗叶与硅胶之间的摩擦系数最大。基于EDEM的海带苗叶的径向压缩仿真值与实测值的误差为8.2%。研究结果可为海带夹苗设备设计优化提供数据和理论支撑。

为了标定鱼类颗粒饲料离散元仿真参数，分析颗粒饲料休止角的影响因素，本研究基于堆积试验对颗粒饲料的休止角进行了测定。试验以通威150型号颗粒饲料为研究对象，采用漏斗法、圆筒提升法和抽板法实现堆积角的成型，利用MATLAB软件对堆积图像进行了处理以确定颗粒饲料的边界轮廓，通过Plackett-Burman试验筛选出颗粒饲料之间的静摩擦系数、恢复系数和滚动摩擦系数三个显著影响因素，最后通过Box-Behnken试验，构建了休止角与显著影响参数的回归模型。通过Design Expert寻优确定其最佳仿真参数为：颗粒饲料之间的恢复系数为0.28，静摩擦系数为0.31，滚动摩擦系数为0.14，其中颗粒饲料之间的静摩擦系数及其二次项对颗粒饲料休止角影响最大。试验结果为状鱼类颗粒饲料的离散元参数标定以及颗粒饲料输送与抛洒设备的设计提供了借鉴与参考。

半潜式平台在无遮蔽海况下面临波流联合作用引发的系泊失效与运动失稳风险。针对可升降式养殖平台设计方案，通过物理模型试验校核其在维修、漂浮、坐底三类典型工况下的水动力性能。试验采用1:75缩尺模型，测量平台6自由度运动响应及系泊链张力动态特征。结果显示：维修和漂浮工况下，波流联合作用导致锚泊力达到最大，且不同荷载组合对平台运动的影响很小。波浪周期对锚泊力及纵摇影响显著，但对线位移影响较小。波流联合作用下，锚泊力和线位移随波周期增大而增加，而在纯浪作用下，这一趋势则相反。坐底工况下，平台具有富裕重力，抗滑和抗倾覆性能较强，运动量和锚泊力可忽略。对比了维修状态和漂浮状态的平台动力响应，在海流或波流联合作用下，增加吃水会增大锚泊力并加剧纵摇，同时限制线位移，而在纯浪作用下，增加吃水深度会减小运动响应和锚泊力。研究结果验证了6点系泊方案的稳定性和锚链强度均满足设计要求，为平台建设提供了依据。

为构建虾菜共生复合种养系统，探讨其在养殖尾水脱氮除磷和资源化利用中的应用潜力。将凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）与红叶甜菜（Beta vulgaris var. cicla L）结合，探究该系统在处理养殖尾水中的有效性。通过监测系统浊度、氨氮（NH4+-N）、硝酸盐氮（NO3--N）、亚硝酸盐氮（NO2--N）、总氮（TN）、总磷（TP）的去除效果，评估其脱氮除磷能力；监测植株、对虾的生长状态，探究系统的氮磷循环；分析系统微生物多样性，探究其脱氮除磷机制。结果显示，系统可显著降低浊度最高达66.9%。系统运行中期对氨氮、硝酸盐氮去除率最高分别为68.6%和86.0%；系统中亚硝酸盐氮总体含量较低，保持在0.10~1 mg/L。红叶甜菜和凡纳滨对虾均保持正常生长状态。植物吸收的氮、磷分别占输入总量的20.6%、 15.4%。红叶甜菜有利于系统富集具有脱氮除磷功能的微生物，实现养殖尾水水质净化。研究表明，虾菜共生复合种养系统具有良好脱氮除磷效果且微生物起到重要作用，该系统也为养殖尾水的资源化利用提供了新的视角，具有重要的实际应用意义。

船型网箱是一种新型的大型海洋养殖网箱，由大型浮体、网衣、钢架和系泊缆等组成。不同于传统海洋平台，船型网箱的大量网衣会影响其在波浪中的运动和系泊响应。该研究建立了一种时域耦合方法用于波浪中浮式网箱的响应分析，首先利用三维势流理论计算网箱浮体的水动力系数，然后利用状态空间法模拟浮体辐射力，并通过莫里森方程求解钢架及网衣等的水动力，建立网箱整体运动方程，研究了无网衣、刚性网衣、柔性网衣3种模型以及不同网衣密实度的网箱运动和系泊响应。结果显示，网衣使网箱纵荡增幅超26%，由于网衣的阻尼效应，垂荡和纵摇响应会减弱。柔性网衣比刚性网衣的阻尼效应更明显。该研究结果可为大型网箱在前期设计阶段提供工程借鉴和设计依据。

为评估浮萍（Lemna minor）协同生物絮团技术（Biofloc technology, BFT）在凡纳滨对虾（Penaeus vannamei）养殖中的综合效益，本研究构建了浮萍组（DG）与对照组（CG）的45 d对比试验。DG组于网箱内接种40 g鲜重浮萍（不再补充），并以其作为补充饵料。结果显示:DG组硝酸盐氮（NO3⁻-N）、总氮（TN）、磷酸盐（PO43--P）及总磷（TP）浓度较CG组显著降低（P < 0.05）；DG组虾的终末均重、增重率、饲料系数和特定增长率分别为(8.19±0.14) g、(291.69±19.94)%、(1.23±0.03)和(0.030±0.001) %/d，均显著高于CG组（P < 0.05）；DG组肌肉粗蛋白和粗脂肪含量分别为（19.63 ± 0.64）%、（2.48±0.35）%均显著高于CG组（P < 0.05）；DG组虾肌肉的硬度、咀嚼度和系水力均显著高于CG组(P < 0.05),同时必需氨基酸（蛋氨酸、亮氨酸、赖氨酸）含量较CG组虾显著增加9.0%、11.9%和13.1％（P < 0.05）；DG组虾的抗氧化能力和消化能力显著增强（P < 0.05）。研究认为，浮萍-生物絮团养殖模式可以净化水质，改善凡纳滨对虾的生长性能、肌肉营养与品质、抗氧化能力和消化酶活性。

为探究鱼菜共生系统中不同水蕹菜（Ipomoea aquatica）浮床覆盖率对罗非鱼(Oreochromis niloticus)摄食率、生长性能的影响，设计对照组，水蕹菜覆盖率为0%（C0），鱼菜共生组，水蕹菜覆盖率分别为20%（C2）、30%（C3）和40%（C4），每组3个重复，每7 d作为1个摄食率周期，计算罗非鱼摄食率，饲养35 d后，计算各组罗非鱼的生长指标和测定血清抗氧化能力。结果显示：第7天、第14天，各组摄食率差异不显著（P>0.05）；第21天，鱼菜共生组的摄食率显著高于对照组（P<0.05）；第28天、第35天，各组摄食率表现为C4组>C3组>C2组>C0组（P<0.05）。试验结束时,鱼菜共生组的各项指标均优于对照组，且随着浮床覆盖率上升，各组罗非鱼体重增长率、体重特定增长率增大，血清抗氧化酶（CAT、GSH-PX）活力增强，总抗氧化能力（T-AOC）增大，丙二醛（MDA）含量降低。综合各组罗非鱼摄食率及生长性能指标，可以认为试验范围内，40%浮床覆盖率组养殖效果最佳。

陆基高位圆池养殖模式因具有节地节水、养殖环境可控等优势，近年来在水产集约化养殖中备受关注。为评估该模式对鱼类综合品质的影响，本研究以杂交鳢“雄鳢1号”幼鱼为对象，设置陆基高位圆池精养组与池塘养殖组，开展365 d养殖对比试验，养殖结束后检测生长指标、肌肉常规营养成分、矿物质元素、氨基酸组成及脂肪酸含量。结果显示：精养组与池塘组相比增重率与特定生长率高、饵料系数低，但差异均不显著（P>0.05）；精养组与池塘组相比肌肉粗脂肪含量极显著提高（P<0.01），蛋白质含量差异不显著（P>0.05）；精养组与池塘组相比，钙含量显著提高（P<0.05），而锌、硒、铁、钠含量显著降低（P<0.05）；两组均检测出18种氨基酸，精养组氨基酸总量（TAA）、必需氨基酸总量（EAA）、非必需氨基酸总量（NEAA）和鲜味氨基酸含量（DAA）均显著低于池塘组（P<0.05），但两组EAA/TAA比值均超40%，均属优质蛋白；精养组检出16脂肪酸，饱和脂肪酸（SFA）、单不饱和脂肪酸（MUFA）及多不饱和脂肪酸（PUFA）含量均显著高于池塘组（P<0.05），且独含EPA等6种脂肪酸。研究表明，陆基高位圆池模式可提升肌肉脂肪与功能性脂肪酸含量，但需通过饲料强化优化矿物质与氨基酸平衡，为优化养殖策略及提升水产品营养价值提供了参考依据。

针对目前水产养殖过程中生产数据易篡改、可信度低及链上存储压力大等问题，构建了基于区块链技术的水产养殖数据存储与溯源模型。该模型采用分级存储策略，将水产养殖中产生的视频与图像等非结构化数据存储于IPFS，仅将其哈希地址上链，并结合加密技术增强数据安全性。针对传感器采集的结构化数据，设计分批上链机制并引入数据压缩算法以降低链上存储开销，同时通过智能合约实现数据的自动校验。以基于Hyperledger Fabric的河豚养殖联盟链为例进行测试。结果显示：构建的基于区块链的数据存储与溯源模型可实现水产养殖数据的可信溯源，链上数据价值密度提高了约91.6%，交易吞吐量可达300 TPS，交易平均时延为0.5 s，显著缓解了链上存储压力，满足水产养殖数据的溯源与存储需求。 

针对紫菜加工尾水未经处理直接排放所引发的环境污染问题，以及传统固液分离装置因废藻及杂质特殊粘性而难以满足尾水处理要求的现状，研发了一种紫菜加工尾水固液分离装置。简述了紫菜加工尾水固液分离装置的工作原理，对核心零部件结构尺寸进行设计计算。搭建了试制样机进行性能测试，以紫菜加工尾水分离率和附着率为指标，以辊刷转速，滤网孔径和反冲洗移速为因素，采用Box-Behnken试验设计方法，进行3因素3水平二次旋转正交组合试验。结果显示：最优工作参数为辊刷转速476.28 r/min、滤网孔径0.32 mm、反冲洗移速0.007m/s，在此条件下，样机试验获得分离率84.12%和附着率4.71%，且处理后的尾水无明显沉淀物及悬浮物，满足固液分离要求。研究表明，该固液分离装置具有良好的分离效果，能够显著降低尾水直接排放对水体和土壤的污染风险，缓解富营养化问题，具有较好的推广应用前景。

缺氧现象普遍存在集约养殖和活鱼运输中，已成为水产养殖业日益关注的问题。该研究探讨了低氧胁迫对西伯利亚杂交鲟(♀Acipenser baerii×♂Acipenser schrenckii )幼鱼不同运输时间下水质、生化参数、组织结构等的影响。将杂交鲟幼鱼置于溶氧质量浓度为2.5 ± 0.5 mg/L、7.5 ± 0.4 mg/L的环境下进行模拟运输。结果显示，运输12 h后，低氧组中幼鱼存活率为54 %，血清皮质醇( COR )浓度、肝脏碱性磷酸酶( AKP )和酸性磷酸酶( ACP )活性显著高于运输前( P<0.05 )；血清葡萄糖( GLU )含量在6 h后达到最大值; 肝脏丙二醛( MDA )浓度、微量谷胱甘肽( GSH )含量和超氧化物歧化酶( SOD )活性显著高于常氧组( P<0.05 )；低氧组肝脏抗氧化能力( T-AOC )、溶菌酶( LZM )活性均呈现先降低后升高的趋势；运输12 h后，肌肉糖原含量显著低于常氧组( P<0.05 )，乳酸含量在3 h时达到最高；低氧组幼鱼肝脏在运输12 h后出现更严重的组织损伤。研究表明运输过程中低氧胁迫会影响幼鱼的存活率、水质等参数，导致鱼体产生氧化应激反应，加剧肝脏组织损伤。