Objektiv metode for dokumentasjon av støtskader på laks

Abstract

I denne masteroppgaven ble det gjort et forsøk på å etablere en objektiv metode for å dokumentere hvilke effekter støt mot oppdrettslaks har for fiskehelse og -velferd. En oppdrettslaks opplever fysiske støt i rørsystemene ved avlusning, der effekten av disse i svært liten grad er kartlagt. I et forsøk på å kartlegge disse presenterer denne oppgaven en elementmodell av en laks som videre bli analysert i en støtsituasjon. For å gjøre et forsøk på å validere modellen, blir et fysisk forsøk med laks utført.

Det ble gitt et forslag for materialegenskaper og -parametere for elementmodellen ut ifra litteraturstudien. Disse forslagene ble deretter benyttet i analysen i Abaqus, og det ble oppdaget at parameterne måtte justeres med hensyn til modellen. Ut ifra dette ble det deretter presentert de reviderte materialegenskapene og parameterne brukt i analysen.

I denne oppgaven ble det presentert en 3D-modell. Modellen ble delt opp i en hoderegion og resten ble modellert som muskler. Det viste seg å være krevende å implementere et skjelettsystem med gode materialegenskaper, og fisken ble derfor modellert uten. Ut ifra analysen av et støt på modellen, ble det tatt ut en kontaktkraft mellom modellen og veggen.

Det fysiske støtforsøket ble utført ved hjelp av en støtrigg. Resultatene fra lastcellen kunne dermed sammenlignes med resultatene fra analysen i Abaqus. Det viste seg at modellen i liten grad kunne valideres, siden resultatene hadde store avvik både når det gjaldt varighet av støtet, men også størrelsen på den målte kraften.

Forenklingene utført i denne oppgaven førte til at modellen ikke evnet å danne gode nok resultater i analysesammenheng. Forenklingene påvirket resultatene kraftig, og dermed kunne disse i liten grad bli validert opp mot det fysiske forsøket. Dersom modellen blir utarbeidet ytterligere med både bedre materialegenskaper og implementering av flere komponenter, kan den representere det fysiske forsøket på en bedre måte. Denne oppgaven presenterer likevel et startpunkt for hvordan elementmetoden kan bli tatt i bruk for dokumentasjon av effekter på fiskehelse og -velferd.

In this master's thesis, an attempt was made to establish an objective method for documenting the effects of impacts to farmed salmon. A farmed salmon experiences physical impacts in the pipe systems during a de-lice operation, where the effect of these have been mapped to a very small extent. In an attempt to map these, this thesis presents an finite element model of a salmon that is further analyzed in an impact situation. To try to validate the model, a physical experiment with salmon was performed.

A proposal was made for material properties and parameters for the element model based on the literature study. These proposals were then used in the analysis in Abaqus, and it was discovered that these parameters had to be adjusted with regard to the model. Based on this, the revised material properties and parameters used in the analysis were presented.

The 3D-model was divided into a head region and the rest was modeled as muscles. It proved to be demanding to implement a skeleton system with good material properties, and the fish was therefore modeled without. The contact force between the model and the wall was abstracted from the analysis.

The physical impact test was performed using an impact rig. The results from the load cell could thus be compared with the results from the analysis in Abaqus. It turned out that the model could not be validated, since the results had large deviations both in terms of duration of the impact, but also in the size of the measured force.

The simplifications made in this thesis led to the model not being able to generate good enough results in analysis. The simplifications greatly affected the results and they could not be validated by the physical experiment. If the model is further developed with better material properties and implementation of more components it can represent the physical experiment better. This thesis nevertheless presents a starting point for how the finite element method can be used for documentation of effects on fish health and welfare.