Mooring system and hydrodynamic analysis of a closed fish cage using the BIEM method

Som den største produsenten av atlantisk laks, vokser den norske havbruksnæringen raskt. Suksessen er nært knyttet til bruk av såkalte nettbaserte strukturer og til å utnytte de rike norske miljøforholdene. På grunn av den raske veksten og karakteristikken til de åpne nettbaserte fasilitetene, står industrien overfor en rekke miljømessige utfordringer som fiskeflukt, forurensning, sykdom og smittsomme parasitter i form av lakselus. I tillegg til å påvirke laksen i anleggene, påvirker nettanleggene naturlige habitater, noe som forårsaker stor trussel mot planteliv og dyrearter. En mulig løsning som viser gode fremtidsutsikter er lukkede fleksible merder (CFFC), produsert i form av uavhengige strukturer eller som membraner tilpasset gjennomføring i allerede eksisterende anlegg. Denne oppgaven undersøker hydrodynamiske krefter og bevegelser på fire forskjellige geometrier inspirert av Botngaard sitt design. Krefter og bevegelser brukes videre til å evaluere integriteten til et tradisjonelt fortøyningssystem under høy og betydelig eksponering for bølger og betydelig eksponering for strøm. Dette er for å undersøke om tradisjonelle fortøyningssystemer som brukes av industrien er sterke nok til å motstå økte krefter knyttet til lukkede oppdrettsteknologi. På grunn av sin økte masse, deler CFFC-anlegg mye av de samme egenskapene som offshore-strukturer som er svært forskjellige fra åpne nettbaserte fiskeanlegg. I tillegg til økt masse, er det få store havbaserte strukturer som har fleksible egenskaper med en fri væske overflate. Ved å bruke simuleringsprogrammet WAMIT basert på lineær og potensiell bølgeteori, er bevegelsen av strukturer funnet i form av RAO i bølgefrekvensregimet og ikke-dimensjonale mildere bølgedrift koeffisienter. Kreftene fra strøm har blitt funnet ved hjelp av Morisons ligning. Fra fortøynings analysen vises det at linene enten er i nærheten av eller overstiger materialegenskaper og opperasjonsgrenser når bølgeeksponering er satt til høy. Ved å senke bølgeeksponeringen til betydelig forbedres situasjonen, men haneføttene som strekker seg fra kontakt platen til toppunktet er fortsatt utenfor operasjonsgrensene. Dette kan løses ved å bytte komponenter med de mer robuste supertec 8-tauene som brukes i ankerlinekomponenten i systemet. Det interne sloshing-problemet har blitt undersøkt i den dynamiske og statiske analysen i WAMIT, og svarer godt til anerkjent litteratur når utfallet fra de forskjellige testene tolkes. I tillegg bekrefter lignende undersøkelser at resultatene fra den statiske og dynamiske analysen gir realistiske resultater for de forskjellige simuleringene. Modellering av stivheten fra bunnkjettingen og demping fra viskøse effekter lineært i WAMIT gjør at analysen inneholder usikkerhet, spesielt når man vurderer fortøyningssystemets integritet. I tillegg har fortøyningsanalysen blitt utført utelukkende ved å evaluere spenningen i toppen av en enkelt forankringsline og ved å neglisjere tauenes egenskaper til å forlenge seg når system blir utsatt for krefter. Det er også usikkerhet knyttet til ikke-lineære effekter som sakete varierende krefter, som har blitt vurdert basert på en kvalitativ evaluering fra lignende undersøkelser utført av andre aktører. Oppsummert er det tydelig at fortøyningssystemet bør undersøkes nærmere ved hjelp av numerisk programvare som vurderer ikke-lineære effekter. I tillegg bør mer oppmerksomhet om posens elastisitet og dens effekt på fortøyningssystemets integritet utføres i fremtidig arbeid