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为探究水下LED集鱼灯光色、功率、放置深度和海水叶绿素浓度对光场分布的影响,本文基于蒙特卡罗模拟方法建立了水下光束传输数值计算模型,通过控制变量法计算了不同条件下的水下光场分布,并提出以0.1~10 lx等值线所包围的面积与计算截面面积比值为相对有效光照范围(Relative effective illumination range,REIR)。以REIR为评价指标,对不同条件组合下的光场分布进行了分析,结果显示：(1)相同功率条件下,REIR依次为：绿光>白光>蓝光,以功率420 W、叶绿素浓度0.1 mg/m^3 为例三种光色的REIR比值为1.58:1.31:1;(2)相同光色条件下,当叶绿素浓度0.1 mg/m^3 时,灯具功率从420 W增至1200 W,蓝绿白三种光色灯具的REIR分别从31.68%、50.27%、41.78%增至38.59%、56.91%、50.15%,功率增加近3倍,但REIR增幅有限;(3)随着灯具放置深度增加,REIR先增加后稳定;以叶绿素浓度1.0 mg/m^3 、功率为420 W为例,绿光与白光灯REIR的最大值约为9.69%~9.84%,出现在水深20 m左右,而蓝光灯的REIR最大值约为5.60%,出现在放置深度为15 m左右;(4)当灯具功率为420 W,海水叶绿素浓度从0.1 mg/m^3 增至5.0 mg/m^3,蓝绿白三种光色灯具的REIR分别从31.89%、48.25%、42.05%减少至1.65%、2.09%、2.22%。研究结果可为水下灯具光色功率选型、深度放置以及有效光场分布范围估算提供参考。 相似文献
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