• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.387-390
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• 2009

본 연구에서는 유한요소 해석 상용 소프트웨어 중 하나인 ABAQUS 을 이용하여 기존의 ABAQUS 가 고려하지 못했던 상변태와 변태소성을 고려하는 프로그램을 개발하고 이를 이용하여 실제 용접 공정 해석을 수행하였다. 열원의 크기와 분포, 속도, 이동 경로 등을 모사하기 위해서 DFLUX 를,복합상에서의 재료의 열팽창 계수와 열변형률을 정의하기 위해서 UEXPAN 을 코딩하였다. 또한 재료의 상분율 및 온도에 따른 열적 구성 거동을 정의하기 위해서 UMATHT를 상변태와 그에 따른 변태소성을 반영하여 응력을 갱신하는 UMAT을 구현하였다. User Subroutine UMAT 은 아탄성 수식화와 합분해를 이용하여 증분형(Rate-form)으로 응력을 갱신하며 아탄성 수식화를 이용하여 상변태와 변태소성이 고려된 대응접선 계수가 새롭게 정의되었다. 프로그램의 타당성과 정확성을 검증하기 위해서 이미 그 정확성이 입증된 GFC(General Finite-element Code)를 사용하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.519-528
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• 2004

대부분의 용접재는 용접 후 빠른 속도로 냉각하는 과정에서 재료조직의 변화, 즉 상변태(마르텐사이트변태)가 일어난다. 그리고 이러한 상변태에 의한 체적의 팽창은 특히 고강도강재의 용접시 용접부의 잔류응력완화에 기여한다. 따라서 고강도강을 적용한 강구조물 접합부의 잔류응력 특징을 파악하기 위해서는 고강도강 용접시 상변태가 잔류응력완화에 미치는 효과를 정량적으로 평가할 수 있는 수치적 모델을 확립해야 한다. 본 연구에서는 고강도강 용접시 상변태에 의한 체적의 팽창이 잔류응력 완화에 미치는 영향을 잔류응력 측정 실험을 통하여 조사하였고, 이를 바탕으로 상변태에 의한 잔류응력완화를 고려한 고강도강 및 이종강재 용접접합부의 잔류응력 특징을 3차원 열탄소성 해석기법 개발을 통하여 재현하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.613-614
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• 2005

재료의 상변태 현상을 규명하기 위한 목적으로 이용되는 전기저항 측정법은 "비열측정", "선팽창율 변화 측정"등의 주요 분석방법에 비해 상대적으로 우수한 정밀성과 편이성으로 많은 연구자들에 의해 이용되고 있다. 그러나 전기저항 측정법은 전기저항의 온도민감성, 크기효과(size effect) 등으로 인해 실험결과에 대한 폭넓은 응용과 해석에 제한을 받고 있다. 최근 전기저항 변화율을 미분한 "DVRC 측정법"을 통해 보다 정밀하게 상변태 현상을 규명하고자 하는 노력들이 진행 중에 있다. 본 연구에서는 Al-Mg합금을 대상으로 수행된 전기저항 측정결과와 DVRC측정결과를 비교 분석함으로서 미시적 상변태 해석을 위한 기초적 해석 자료를 도출하고자 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권10호
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• pp.2552-2559
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• 2000

Most of ferrous b.c.c weld materials have martensitic transformation during rapid cooling after welding. It is well known that volume expansion due to the phase transformation could influence on the relaxation of welding residual stress. To apply this effect practically, it is necessary to establish a numerical model which is able to estimate the effect of phase transformation on residual stress relaxation quantitatively. For this purpose, the analysis is carried out in two regions, i.e., heating and cooling, because the variation of material properties following a phase transformation in cooling is different in comparison with the case in heating, even at the same temperature. The variation of material properties following phase transformation is considered by the adjustment of specific heat and thermal expansion coefficient, and the distribution of residual stress in analysis is compared with that of experiment by previous study. In this study, simplified numerical procedures considering phase transformation, which based on a commercial finite element package was established through comparing with the experimental data of residual stress distribution by other researcher. To consider the phase transformation effect on residual stress relaxation, the transition of mechanical and thermal property such as thermal expansion coefficient and specific heat capacity was found by try and error method in this analysis. In addition to, since the transformation temperature changes by the kind and control of alloying elements, the steel with many kinds of transformation temperature were selected and the effect of transformation on stress releasement was investigated by the numerical procedures considering phase transformation.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권4호
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• pp.515-523
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• 2003

Shape memory is physical phenomenon which a platically metal is restored to its original shape by a solid state phase change by heating. TiNi alloy the most effective material in the shape memory alloy(SMA). To study(measure) recovery stress of intelligent composite. Ti50-Ni50 shape memory matrix with prestrain SMA fiber. When SMA fiber of the intelligent composite is heated over austenite starting temperature(As) by electric heating. a recovery stress are generated. The recovery stress of the intelligent composite was measured by strain gage or photoelastic experiment. Measuring method of recovery stress by photoelastic experiment was developed in this research. It was certified that photoelastic experiment was more effective and more precise than strain gage method in the measurement of recovery stress.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.29-29
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• 2014

최근 화석에너지 고갈 및 에너지 수요의 폭발적 팽창을 해결하기 위하여 경량화와 내마모 측면에서 고효율 시스템을 적용한 자동차 및 각종 성형 기기들이 개발되고 있다. 특히 장치의 고성능화라는 요구조건을 충족시키기 위해서는 금속가공산업에서 표면개질의 중요성이 부각되고 있다. 이러한 표면개질에는 일반적으로 표면의 성질을 개선하여 마모(abrasion) 및 국부 압력(local stress) 또는 피로(fatigue), 마식(wear and corrosion)에 견디게 하여 부품의 수명증대와 제품의 소형화에 기여하고 있다. 이러한 표면개질법에는 경질의 물질을 표면에 코팅시켜 재료표면의 특성을 향상시키는 방법과 금속의 표면에 다른 원소를 침투 및 확산시키는 방법으로 나눌 수 있다. 확산방법으로 침탄, 질화, 보로나이징, 크마이징 처리 방법 등이 있다. 상업적으로 가장 많이 사용되는 표면 개질법은 침탄기술로서, 고온에서 짧은 시간내에 물성 향상이 가능하지만, 강의 변태점 이상의 온도에서 진행됨으로서, 변형에 따른 문제가 발생되어 후처리를 필요로 하는 문제점을 가지고 있다. 반면, 질화법은 변태점 이하의 저온에서 철강 표면에 N을 침투시켜 강을 경화시키는 특징을 가진다. 변형이 적고 질소원자가 강내에 침투함으로 인해 내마모성, 내피로성, 내식성 등의 물리적 성질을 향상시키는 점에서 유리하여 각종 정밀 부품 및 자동차 부품, 금형 등에 많이 사용된다. 또한, 경도 향상 및 결정구조의 영향으로 코팅처리시 모재와 코팅 층의 밀착력 향상을 가져오면 이러한 이유로 코팅 층의 하지 층으로써 각광 받고 있다. 본 발표에서는 플라즈마 질화의 이해를 높이기 위해 관련 기술에 대한 전반적인 소개와 향후 플라즈마 질화 기술의 적용이 기대되는 침탄대체 적용 가능 부품, 침류질화 기술, PECVD 공정과의 접목 등 산업적은 응용 측면에서 응용 분야에 대한 소개를 진행하고자 한다.

• 한국재료학회지
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• 제10권10호
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• pp.703-708
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• 2000

최근에 상용차용 디젤 엔진의 성능 향상을 목적으로 엔진 설계가 급격히 변화되면서 캠 팔로우어(cam follower)와 캠(cam) 사이에 작용하는 접동면 하중의 증가로 접동면에서의 마모가 중요한 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 기존의 주절체 및 소결합금 캠 팔로우어에 비해 내마모성이 우수한 세라믹 캠 팔로우어를 개발하였다. 잔류 응력을 완화시켜주는 중간층을 사용하지 않고 질화규소($Si_3N_4$) 팁과 중탄소강을 활성납재를 사용하여 직접 접합후 냉각시키는 과정에서 두 모재의 열팽창계수차에 의한 크라우닝(crowning, R) 이 형성되도록 하였다. 접합에 사용한 중탄소강은 열팽창시 이력(hysteresis) 거동을 나타내었으며, $A_{c1}$ 변태점인 $723^{\circ}C$ 이하에서 접합할 경우 원하는 크라우닝이 형성되었다. 접합온도가 $723^{\circ}C$ 이상이 되면 크라우닝 (R) 값이 온도에 따라 지수함수적으로 증가하였으며 이는 중탄소강의 상변태에 의한 열팽창.수축의 이력 특성으로 설명되어질 수 있었다. 규격에 맞는 크라우닝이 형성되는 최적 접합 온도는 $700~720^{\circ}C$의 범위였다. 질화규소와 중탄소강의 직접 접합방법으로 접합과 동시에 크라우닝을 형성시키고 제어함으로써 난가공재인 세라믹을 곡면 가공하지 않고도 적당한 곡률을 갖는 저가의 세라믹 캠 팔로우어를 제조할 수 있었다.

• 한국어류학회지
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• 제28권1호
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• pp.9-18
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• 2016

이 연구는 능성어 (Epinephelus septemfasciatus)의 소화관 발달과정을 형태학적과 조직학적인 방법으로 부화 후부터 60일 동안 관찰하였다. 먹이 급이는 부화 후 2일부터 20일 동안 Rotifer (Brachionus rotundiformis)와 클로렐라 (Chlorella ellipsoidea)를 급이 하였고, 20일부터 Rotifer와 brine shrimp (Artemia salina)를 급이 하였으며, 23일부터 Rotifer와 Artemia, 배합사료를 급이 하였다. 자치어 10마리를 임의로 선택하여 10% 중성포르말린에 고정한 후 형태학적 관찰과 파라핀포매법에 의한 조직학적인 관찰을 하였다. 능성어의 RLG는 평균 0.87으로 육식성어류의 특성을 보여주었다. 부화 직후의 자어는 입과 항문은 열려있지 않았고, 소화관은 난황을 따라 일직선상으로 관찰되었다. 부화 후 5일째 후기 자어는 입과 항문이 열리면서 첫 섭식 활동이 관찰되었고, 부화 후 8일째 변태가 시작되었다. 부화 후 11일째 후기 자어 식도는 네 개의 층이 구분 되었으며, 식도와 중장, 직장에서는 배상세포가 관찰되었다. 부화 후 19일째 후기 자어는 공식이 시작되었으며, 그로인해 개체의 성장차이가 관찰되었다. 위는 내부가 팽창되면서 분문위, 위체부 및 유문위의 구분이 가능해졌고, 유문수가 분화되었으며, 장 전체에서는 배상세포를 관찰할 수 있었다. 부화 후 28일째 위내부에 위선이 분화되었다. 부화 후 38일째 후기 자어는 위에서 위액이 분비되는 것을 확인할 수 있었고, 유문수에 점막주름이 확인되었다. 부화 후 38일째에서 치어기로 이행하는 시기 동안 위 내강은 넓어지고, 위선의 숫자와 장내점액세포, 점막주름은 지속적으로 증가하거나 길어졌으나 조직화학적인 변화는 관찰되지 않았다. 따라서 본 연구는 형태학적 및 조직학적 방법을 이용하여 능성어의 소화관 분화 및 발달에 관한 정보를 얻고자 하였으며, 초기 종묘생산과정에서 적절한 먹이투여시기를 확립함으로써 성장 및 생존율 향상에 기초자료를 제공하고자 하였다.

• 한국재료학회지
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• 제8권6호
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• pp.538-544
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• 1998

열차폐코팅층의 박리는 세라믹/금속접합층 계면에서 취성이 큰 스피텔의 생성, 금속과 세라믹의 열팽창계수의 차이, 세라믹층의 상변태, 코팅층의 잔류응력에 기인한다. 본 연구에서는 인코넬 713C에 전자빔 코팅 및 플라즈마 용사법으로 코팅된 안정화지르코니아/CoNiCrAIY 계면의 산화거동을 조사하기 위하여 $900^{\circ}C$에서 등온산화시험동안 생성되는 산화막층과 스피넬 생성 거동을 관찰, 분석하였다. 코팅 직후 코팅층에 고르게 분포하고 있는 Co,Ni,Cr,AI,Zr의 원소들이 산화시간에 따라 확산하여 산화반응을 하였다. 초기 20시간의 산화기시간에 안정화지르코니아/CoNiCrAIY 계면에 주요 성분이 $\alpha$-$AI_2O_3$인 산화막층이 생성되었고, CoNiCrAIY층에는 AI의 외부확산으로 인한 AI 결핍지역이 생성되었다. 산화시험동안 $\alpha$-AI2O층이 임계두께까지 성장한 후에 산화막층의 성장속도는 감소하였고, 안정화지르코니아/산화막층 계면에 스피넬, $Cr_2O_3$, $CO_2CrO_4$의 형성으로 인한 크랙이 관찰되었다.

• 한국수산과학회지
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• 제10권2호
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• pp.97-114
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• 1977

1. Macrobrachium rosenbergi(de Man)의 효율적인 종묘생산의 방안을 모색하기 위한 연구의 일환으로 염분량이 유생에 미치는 영향을 조사하기 위하여 부화직후의 Zoea유생을 (1) 염분량 별로 9실험구:담수, $3.48\~4.42\%_{\circ}Cl,\;5.26\~6.45\%_{\circ}Cl,\;7.63\~8.23\%_{\circ}Cl,\;9.76\~10.52\%_{\circ}Cl,\;11.27\~11.94\%_{\circ}C1,\;13.12\~14.08\%_{\circ}Cl,\;16.13\~16.88\%_{\circ}Cl$ 및 $18.04\~18.92\%_{\circ}Cl$로 구분한 사육수에서 수온 $28^{\circ}C{\pm}1$ 및 여과유속 0.6l/min.로 고정한 순환식 수조(용량 25l)내에서 Artemia salina nauplii 투이하며 post-larva령기까지 변태되는 온도별 성장 속도와 그 변태율을 비교하여 본 유생의 생육여과도를 조사하였고, (2) 각 령기별유생의 각종 염분량에 대한 적응도와 선택기호성을 조사하기 위하여 1l 용량의 코니칼 비커속에 수온 $28^{\circ}C{\pm}1$, aeration (3-4기포/sec)을 약하게 유지한 12실험구 ; 담수, $2.21\~2.76\%_{\circ}Cl,\;4.12\~4.47\%_{\circ}Cl,\;5.58\~5.98\%_{\circ}Cl,\;8.23\~8.64\%_{\circ}Cl,\;10.11\~10.56\%_{\circ}Cl,\;11.85\~12.42\%_{\circ}Cl,\;13.05\~14.51\%_{\circ},\;14.75\~15.38\%_{\circ}Cl,\;16.86\~17.72\%_{\circ}Cl\;18.54\~19.08\%_{\circ}Cl$ 및 해수$(19.38\%_{\circ}Cl)$로 구분한 사육수에 제 1 Zoea 령기, 제 4 Zoea 령기, 제 6 Zoea 령기, 제 8 Zoea 령기, 제 10 Zoea령기 및 제 11 Zoea령기를 급격한 염도변화에 조우당함을 피하기 위하여 일정한 염도에 순화시킨 후 각각 이주시켜 Artemia salina nauplii를 투이하고 2일간격으로 실험구의 사육수를 치환하며 6일간을 사육한 후 각실험구별의 생잔유생수를 서로 비교하였다. (3) 수온 $28^{\circ}C{\pm}1$를 유지시키고 염도가 상이한 3종의 사육조 ; $3.82\~4.68\%_{\circ}Cl,\;7.14\~7.85\%_{\circ}Cl$ 및 $10.22\~11.05\%_{\circ}Cl$에서 사육, 성장시킨 제 2 Zoea, 제 4 Zoea, 제 6 Zoea 및 제 8 Zoea 령기의 유생을 별도로 염분별로 3실험구 : $3.68\~4.34\%_{\circ}Cl,\;7.42\~8.28\%_{\circ}Cl$ 및 $10.71\~11.53\%_{\circ}Cl$로 구분한 150 l 용량의 여과실험조에 서로 염도가 상이한 간격간을 이주 (Fig. 4)시켜 12일간을 Artemia salina nauplii를 투이하고 수온 $28^{\circ}C{\pm}1$을 유지시키며 사육한 후 이주시킨 유생의 령기별 및 사육도중에 이주한 염도의 간격차에 대한 생잔율을 서로 비교하여 사육도중에 조우하는 변동된 염도에 대한 각 령기별 유생의 적응도를 조사하였으며 이 실험을 위하여 수온 $28^{\circ}C{\pm}1$, 염분량 $5.28\%_{\circ}Cl$에서 갓 부화된 유생을 각사육조에 분양시켜 사육하였다. (4) post-larvarl 및 Juvenile의 염분량에 대한 성장률 및 서식적염도를 조사하기 위하여 수온 $28^{\circ}C{\pm}1$, 여과유속 $0.6\~0.8l\~min$를 유지시키며 염분별로 6실험구 ; 담수 $3.61\~4.25\%_{\circ}Cl$ 및 $16.87\~17.13\%_{\circ}Cl$로 구분하여 각실험별로 40일, 60일 및 120일의 성장도 및 그 생잔율을 상호 비교하였다. qs 실험기간중 투여한 이료는 반숙절편한 반지락을 사용하였다. 2. 본유생의 post-larva로 변태하기 위해서는 반드시 일정량의 염분량이 요하고 기호, 선택하는 염분량은 각령기에 따라 다소상이하나 대체로 염분량 $7.63\%_{\circ}Cl$에서 $14.42\%_{\circ}Cl$의 범위가 적염도로 생각되며 이 범위내에서는 염분량에 따른 변태속도의 차이는 거의 볼 수 없으나 염분량 $4.42\%_{\circ}Cl$이상의 보다 높은 염도에서는 현저한 지연현상이 나타나며 더욱이 높은 염도에 비하여 저염도인 경우가 더욱 늦어지는 경향을 보인다. 3. 각 Zeoa 령기별의 염분량에 대한 적응도는 대체로 염분량 $8.28\~12.42\%_{\circ}Cl$ 사이가 가장 크나 령기가 기호, 선택하는 염분량에 차이가 있으므로 그 적응도도 서로 상이하다. 보편적으로 전령기를 통하여 제8 Zoea기를 전환점으로 하여 이 보다 어린 령기의 유생일수록 비교적 높은 염도에 대한 적응도가 높은데 반하여 령기가 진전되어 post-larva 기로 근접해 갈수록 점차적으로 저염도에 대한 기호, 선택성이 커지는 경향을 보인다. 4. Post-larva기에 대한 서식적염도는 염분량 $8.08\%_{\circ}Cl$ 담수의 범위로서 Zoea 령기에 비하여 저염성을 나타내고 더우기 적정범위는 염분량 $4.25\%_{\circ}Cl$로서 담수에 가까울수록 그 성장도는 높다. 따라서 Zoea유생은 담수에서 보다 성장률이 높다. 한편 post-larva는 령기 의 개체가 해수($19.38\%_{\circ}Cl$ 이상)에서 1일이상을 생존치 못하는데 비하여 Zoea 유생은 6일이사을 적응할 수가 있다. 5. Zoea 유생은 염분량에 대한 특성이 령기의 진전에 따라 고염성으로부터 저염성으로 그 특성이 조금씩 이행됨은 제8 Zoea 령기를 지나므로써 post-larva 기가 가지고 제 특성으로 점차 이행되기 때문으로 생각되며 이같은 현상을 뒷받침하는 것은 형태적으로 제 8 령기를 전후하여 종전의 유생에 제1, 제2 보각에 협지가 형성됨과 동시에 유영피도 거의 완성되어 post-larve 기의 형태로 이행됨을 볼 수 있고 또한 생태적으로도 제10-제11령기에 이르러서는 종전의 유영층에서 점차로 저변으로 이행하여 유영동작도 훨씰 둔화되어 post-larvarl로 전환되는 과도기의 특성을 관찰할 수가 있다. 따라서 이같은 점을 결부하여 제 8 령기를 지남으로써 염분량에 대한 특성 및 적응도가 종전의 유생기와 상이해 짐을 이해할 수 있다. 6. 령기별 Zoea유생을 사육도중에 염분량 $3.68\~11.53\%_{\circ}Cl$ 범위내에서 고, 저염도간을 갑자기 이주시켜 조우한 염도변화에 대한 적응도를 조사하니 제 8 Zoea 령기를 전환점으로 하여 어린 령기일수록 저염도에서 높은 염도로 이주했을 때의 적응도가 크고, 령기가 진전되어 post-larva 기에 가까워 질수록 반대로 높은 온도에서 저염도로 이주했을 때의 적응도가 점차로 커져가는 경향을 보였다. 또한 특의한 현상은 상이한 두 염도간을 가역방향으로 이주시켰을 때의 적응도는 각각 상이하고 이같은 경우에도 제 8 Zoea 령기를 경계로 하여 이동된 염분량에 대한 령기별 유생의 적응도도 전환되는 현상을 나타내었다. 7. Zoea 유생을 사육하는 동안 사육수의 염분함유량에 비례하여 유생의 체표에 산재하는 색소포가 팽창되어 주로 붉은색을 나타내게 됨으로 염분함유량과 색소포의 확장과는 어떤 관계가 있는 듯 생각된다. 8. 령기별 Zoea 유생 및 post-larva 기의 염분량에 대한 기호, 선택성과 치하 및 성하의 서식분포역을 고려할 때 자연서식역의 하천에서는 왕부하는 생활사를 취하는 듯 생각된다. 9. 본종의 종묘생산을 효율적으로 영위하기 위해는 유생의 염분량에 대한 특성을 고려하여 제 8 Zoea 령기를 경계로 해서 어린 유생기에서는 대략 염분량 $8\%_{\circ}Cl$에서 $12\%_{\circ}Cl$를 유지시켜 사육하다가 제 8령기 이후 부터는 점차로 담수를 첨가시켜 염분량이 령기의 진전에 따라 $7\%_{\circ}Cl$에서 $4\%_{\circ}Cl$로 이행되게 하는 것이 능률적이며 또한 효과적인 사육법의 하나로써 Green water를 사용할 때도 사육환경의 변동에 민감한 어린 유생기에 단세포 녹조류를 충분히 번식시켜 사육수내이 생물학적 평형상태를 유지시켜 주는 것이 중요함으로 어린 령기에는 가능한 염도를 높여 Green water의 보존도 효과적으로 하는 것이 전망된다.