Analysis of Sloshing Modes in Floating Fish Farms

Abstract

This study sought to experimentally (through analysis of data measured by Kristiansen et al. (2018)) analyse the dynamics of sloshing inside floating fish farms. This was to be compared to what is achievable through hand-derivable theory. Measurements of the wavefield were done using a camera–based method called Fourier Transform Profilometry, which works by projecting a reference pattern onto the surface to be measured. The dynamics were derived from first principles (potential theory) and resulted in frequency response functions (FRF) relating the oscillation of the farm to the oscillation of individual sloshing modes in the farm. These same functions were then measured experimentally by decomposing the measured wavefield into sloshing modes. Some parts of the original data set were missing e.g. inertial sensor data about the motion of the farm, so this data had to reconstructed from videos of the experiments. Some of this data had varying reliability. Throughout the results the measurements from FTP matched both intuition and theory at least qualitatively, and also quantitatively in the case of the most important sloshing mode, (1, 1, e). All of this was despite the scarcity of information about the experiments.

Denne studien hadde som mål å analysere dynamikken til sloshing i flytende oppdrettsannlegg basert på data fra eksperimenter gjort av Kristiansen et al. (2018). Dette skulle sammenlignes med det som er oppnåelig med teori som kan utledes for hånd. Målinger ble gjort ved bruk av en kamerabasert metode kalt Fourier Transform Profilometry (FTP), som projiserer et kjent referansebilde på overflaten som skal måles. Dynamikken ble utledet fra grunnprinsipper (potensialteori) og ga frekvensresponsfunksjoner (FRF) som koblet oscillasjoner av merdet til oscillasjoner av de ulike sloshingmodi i merdet. Nettopp disse funksjoner ble også målt eksperimentelt ved å dekomponere det målte bølgefeltet til sloshingmodi. Noen deler av det opprinnelige datasettet var utilgjengelig, eksempelvis inertiale sensordata om merdets bevegelser. Derfor måtte dataene rekonstrueres fra videoer av eksperimentene. Noen av disse rekonstruksjonene hadde varierende pålitelighet. Gjennom alle resultater har FTP samsvart med både intuisjon og teori, minst kvalitativt, men også kvantitativt når det gjaldt den viktigste sloshing modusen, nemlig (1, 1, e). Alt dette var til tross for mangel på informasjon om eksperimentene som ble gjort.