Et CFD studie om hvordan fisk påvirker strømningen inne i lukkede oppdrettsanlegg

Sammendrag

En økende verdenspopulasjon har skapt problemer med å holde mat og levekår til alle på en bærekraftig måte. Det sies at akvakultur vil bli den fortest voksende og viktigste dyrematsektoren til å oppnå dette. Den nåværende produksjonsplattformen, basert på åpne systemer, er for dårlig til å opprettholde betydelig vekst, anerkjent miljøprestasjon og samfunnsforventninger. Derfor utvikles det nå ny akvakulturteknologi, for eksempel lukkede oppdrettsanlegg. For å kunne holde kontroll på faktorene i et lukket system er det behov for detaljerte strømningsberegninger. Computational Fluid Dynamics (CFD) erstatter modelltesting ved å være mer tids og kostnadseffektivt. Beregningene er for øvrig gjort uten å vurdere hvordan bevegelsen fra fisk vil påvirke strømningen inne i systemene. Hvorvidt fisk i lukkede oppdrettsanlegg vil redusere, øke eller ikke gjøre noe med strømningshastigheten til det omkringliggende vannet er derfor et omdiskutert tema. Hvordan påvirker fisken det omkringliggende vannet? Er det greit å neglisjere effekten av fisk når man analyserer strømningen i lukkede anlegg? Hvordan er resultatene sammenlignet med litteraturen? Dette er spørsmål vi har spurt oss selv gjennom den vitenskapelig forskningen gjort i denne oppgaven.
Trinnvis CFD-simuleringer av fisk og omgivende strømning har blitt utført for å identifisere om effekter fra fisk i lukkede oppdrettsanlegg er ubetydelige. Hvert trinn i CFD-tilnærmingen bygger på påliteligheten og gyldigheten til det forrige. STAR-CCM+ simulerer det laminære og turbulente grensesjiktet over en flat plate i parallell strømning med høy nøyaktighet. Gjennomføringen av fiskebevegelsen viste seg også å være av god korrespondanse med ligningen for bevegelsen. Det konkluderes at fisk påvirker strømningen i lukkede oppdrettsanlegg ved å øke trykket for høyere fisketetthet og mindre system. Dette innebærer at fiskebiomassen vil redusere hastigheten i et system med konstant trykk. Dette støttes av litteraturen. Hvorvidt effektene er ubetydelige er det ikke mulig å si før videre utredning har blitt utført.