BILLUND AQUACULTURE

Hos Kirkholm Maskiningeniører har vi et samarbejde med virksomheden Billund Aquaculture, der leverer turnkey RAS anlæg til det meste af verden. Recirculating Aquaculture Systems (RAS) er en miljøvenlig og effektiv metode til moderne fiskeopdræt på steder, hvor der er begrænset adgang til frisk vand. I RAS dambrug genbruges op til 99% af vandet, og rensningen af især ammonium sker ved biofiltrering. For at sikre vandkvaliteten er vandets cirkulation i tankene utrolig vigtigt. Det korrekte flow sikrer, at vandet bliver renset optimalt, og at der ikke opbygges uønsket bundfald i tankene pga. lommer med stillestående vand.

Da to anlæg sjældent er ens, og kravene til anlæggenes kapacitet fortsat stiger, er der behov for at kunne designe nye anlæg hurtigt og effektivt med stor sikkerhed. De store anlægsomkostninger kræver, at anlægget fungerer som projekteret fra dag ét. Ikke kun ud fra en effektivitets målestok, men også for at sikre, at fiskene trives optimalt, at kvaliteten af fiskene er så høj som ønsket og ikke mindst for at begrænse dambrugets miljøpåvirkning mest muligt.

Hvorfor CFD?

Den store fordel ved CFD-simuleringer er, at man reducerer risiko og optimerer resultatet. Det er ofte en fordel at simulere i den virtuelle verden, inden man påbegynder et stort og dyrt projekt, hvilket mange allerede har lært på den dyre måde. Der er god økonomi i at opdage designfejl inden selve konstruktionen går i gang, da omkostningerne ved at rette fejl stiger voldsomt, efterhånden som projektet skrider frem.

Derfor anbefaler vi, at man indregner tid og ressourcer til at lave CFD-simuleringer allerede tidligt i designfasen. Man opnår et accelereret vidensniveau tidligt i projektprocessen. Det betyder, at fejl undgås, og at der spares mange penge på ikke at skulle rette fejl senere i anlægsfasen, eller når projektet står færdigt.

For at opnå disse fordele skal beregningerne som ligger til grund for de tidlige designbeslutninger, være af høj kvalitet og kræver specialistviden fra øverste hylde inden for både software og simuleringsprocesser. Vi har gjort det til et af vores specialer at levere store og komplekse beregninger, da virksomheder ofte ikke selv råder over medarbejdere med de krævede ekspertiser.

Hvad er CFD for en størrelse?

Som tidligere nævnt dækker forkortelsen CFD over Computational Fluid Dynamics, dvs. numeriske simuleringer af væskers eller gassers bevægelse under forskellige betingelser. CTO Jacob Mac Rygaard har arbejdet med CFD-analyser siden studietiden og gennem sit specialeprojekt hos Köenigsegg i Sverige. I Kirkholm er han en af vores CFD-specialister, og ekspert i at udnytte CFD-softwaren til at opnå sikre og pålidelige simuleringer.

”Vi lytter altid til kunden, og vi sikrer os, at simuleringsnøjagtigheden lever op til deres behov og ønsker. Det betyder, at vi kan hjælpe dem videre fra idéfasen til at stå med helt konkret viden omkring det anlæg, de vil konstruere. Resultaterne af CFD-simuleringer er aldrig bedre end de input, man fodrer det med. Så for at få de rigtige resultater er det afgørende at opstille de rigtige parametre, forstå sammenhængen og at man både kan analysere og forstå resultaterne. Dét kræver erfaring”, fortæller Jacob Mac Rygaard.

Den mere tekniske forklaring

Helt konkret kan man – baseret på Navier–Stokes ligninger – bestemme hastigheder, tryk og temperaturer i et defineret flowdomæne, f.eks. en vandtank til fiskeopdræt. Inden selve simuleringsarbejdet påbegyndes, er det ekstremt vigtigt, at problemstillingen og målet er klart defineret.

For Billund Aquaculture er kravene til vandkvaliteten, viden om gennemstrømning og vandudskiftning essentielt. Særligt bundforholdene er vigtige, hvilket betyder, at der i simuleringsmodellen er fokus på bundforhold. Da CFD-simuleringer kræver stor computerkraft og ofte lang simuleringstid, er det vigtig, at simplificere så meget som muligt uden at gå på kompromis med hverken resultatet og nøjagtighed.

Når målet er på plads, deles domænet (tanken) op i små celler (et mesh). I CFD har mesh-kvaliteten stor betydning for nøjagtigheden af resultaterne, og det kræver derfor stor omhyggelighed at opbygge et brugbart mesh. Udover meshet er der som nævnt en række andre parameter, der skal vurderes, når simuleringsmodellen skal sættes op. Man skal vurdere, om flowet er laminart eller turbulent, hvilken turbulensmodel der vil være relevant, om det skal være statisk eller transient simulering, samt overveje fluid-egenskaber, randbetingelser på indløb, udløb og vægge – blot for at nævne nogle eksempler.

Tryghed, sikker produktion og økonomiske fordele

Med udgangspunkt i kundens kritiske punkter laver vi et sensitivitetsstudie på vores simuleringsmodeller, hvor vi ændrer udvalgte parametre for at kende betydningen af resultaterne. Dermed opnår vi en ekstra stor nøjagtighed, som sikrer, at vi kommer tilstrækkeligt tæt på de faktiske forhold i den færdige tank. På den måde kan vi forudse, at anlægget kommer til at fungere som ønsket og forventet. Det medvirker tryghed og sikrer den bedste mulige produktivitet, samt økonomi for bygherren.

Står din virksomhed overfor et stort anlægsprojekt og/eller er du i tvivl om, hvordan CFD kan hjælpe dig i dine projekter? Så kontakt endelig CTO Jacob Mac Rygaard på enten telefon 60 40 48 81 eller mail jmr@kirkholm.dk for en uforpligtende snak om mulighederne med simuleringssoftware. Du er også velkommen til at læse mere om CFD her eller læse flere cases omhandlende CFD-simulering her.