• Ocean Systems Engineering
• /
• 제7권2호
• /
• pp.143-155
• /
• 2017

For complex flexible structures such as nets, the determination of drag forces and its deformation is a challenging task. The accurate prediction of loads on cages is one of the key steps in designing fish farm facilities. The basic physics with a simple cage, can be addressed by the use of experimental studies. However, to design more complex cage system for various environmental conditions, a reliable numerical simulation tool is essential. In this work, the current load on a cage is calculated using a Morison-force model applied at instantaneous positions of equivalent-net modeling. Variations of solidity ratio ($S_n$) of the net and current speed are considered. An equivalent array of cylinders is built to represent the physical netting. Based on the systematic comparisons between the published experimental data for Raschel nets and the current numerical simulations, carried out using the commercial software OrcaFlex, a new formulation for $C_d$ values, used in the equivalent-net model, is presented. The similar approach can also be applied to other netting materials following the same procedure. In case of high solidity ratio and current speed, the hybrid model defines $C_d$ as a function of Re (Reynolds number) and $S_n$ to better represent the corresponding weak diffraction effects. Otherwise, the conventional $C_d$ values depending only on Re can be used with including shielding effects for downstream elements. This new methodology significantly improves the agreement between numerical and experimental data.

• 수산해양기술연구
• /
• 제52권2호
• /
• pp.79-87
• /
• 2016

Mobile fish-cage was developed assuming a cage net with an enclosed area, which and estimated the hydrodynamic characteristics of the cage through the model experiment. Flux-shielding plates, installed in the bow were compared with the resistance test carried out by making a hole, bilge keel and stud, and basic block flow rate consisting of the results to a flat surface plate. The experimental results confirmed the improved resistance performance effect of 3~6% in the bilge keel and the stud form. To assess the stability of the fish-cage, evaluation of the stability in accordance with the stability criteria for determining the floating docks had confirmed that it satisfied the static stability performance under operating conditions at sea.

• 수산해양기술연구
• /
• 제50권4호
• /
• pp.595-603
• /
• 2014

This study is aimed to analyze the hydrodynamic characteristics of the cage net in the circulating water channel. It visualized wake flows using a PIV (paricle imaging velocimetry) and analyzed the flow velocity distribution. In addition, the vorticity and turbulence intensity were analyzed from the wake flow distribution and compared changes by flow velocity. Results showed that the average turbulence intensity in the circulating water channel was very stable showing less than 1% in the range between 0.2 and 0.8 m/s. The drag coefficient affecting to the netting was estimated to be 1.35. The flow decreasing rate of the wake in the middle of the netting was 2.1% at the range of 0.2 m/s and it was constant at 6.6-6.9% over the range of 0.4 m/s irrespective of velocity increases. Finally, the change of turbulence intensity by netting and knot mesh could be confirmed. These results can be utilized as a basic information for the future research of flow characteristics by fishing nets and meshes.

• 한국수산과학회지
• /
• 제43권2호
• /
• pp.159-168
• /
• 2010

This paper presents a mathematical model and simulation method for investigating the performance of set net systems and fish cage systems influenced by currents and waves. Both systems consist of netting, mooring ropes, a floating collar and sinkers. The netting and ropes were considered flexible structures and the floating collar was considered an elastic structure. Both were modeled on a mass-spring model. The structures were divided into finite elements and mass points were placed at the mid-point of each element, and the mass points were connected by mass-less springs. Each mass point was subjected to external and internal forces and the total force was calculated at every integration step. An implicit integration scheme was used to solve the nonlinear dynamic system. The computation method was applied to dynamic simulation of actual systems simultaneously influenced by currents and waves in order to evaluate their practicality. The simulation results improved our understanding of the behavior of the structure and provided valuable information concerning the optimized design of set net and fish cage systems exposed to an open ocean environment.

• 수산해양기술연구
• /
• 제37권1호
• /
• pp.45-51
• /
• 2001

그물의 S$_{n}$S값이 서로 다른 2가지의 상자 구조의 우리형 그물을 1/10로 축소한 모형에 대해 실물 그물의 면적 1$m^2$당 각각 0.1, 0.3, 0.5 및 0.7kg에 상당하는 침자를 그물의 각 모서리에 1개씩 총 4개를 부착하여 회류 수조에서 유속의 변화에 대한 그물의 변형을 측정하고, 이를 통해 조류에 의한 우리형 그물의 형상 유지에 효과적인 침자의 적정량에 대하여 검토하였다. 실험에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 유속이 증가함에 따라 그물이 날림으로써 그것의 용적은 급격히 감소하였으나, 변형 각도 의 변화량은 증가하였다. 2. 그물의 S$_{n}$S값은 유속이 0.4m/s이하일 때는 그물의 변형에 약간의 영향을 끼쳤지만 유속이 0.5m/s 이상일 때는 별다른 영향을 끼치지 않았다. 3. 그물의 변형은 유속, 침자의 무게 및 S$_{n}$S값에 의해 결정되었다. 4. 그물의 용적을 50% 이상으로 유지하기 위한 침자의 총무게는 유속이 0.3~0.6 m/s일 때 31~245kg이고, 침자의 적정량은 그물의 면적 1$m^2$당 0.5kg 정도로 나타났다.

• 한국패류학회지
• /
• 제32권2호
• /
• pp.103-109
• /
• 2016

본 연구는 3년산 북방전복의 해상가두리의 먹이공급비율에 따른 성장 및 생존율을 조사하여, 미역과 다시마등의 천연먹이의 적정 공급율을 제안하여 북방전복 성패의 생산성 향상을 유도하고자 실시하였다. 먹이공급율은 실험전복 어체중량을 기준으로 일간공급율 (daily feeding rate, DFR) 5, 10, 15, 20% (5 DFR, 10 DFR, 15 DFR, 20 DFR) 를 설정하여, 해상가두리에서 2반복으로 13개월간 실시하였다. 해상가두리에서 사육한 전복 (최초 수용 시 평균각장 $73.77{\pm}11.27mm$) 성장에서 각장과 각폭의 성장율 (growth rate, GR), 일간성장율 (daily growth rate, DGR) 및 특수생장율 (specific growth rate, SGR) 과 체중의 증중률 (weight gain, WG), 일간증중률 (daily weight gain, DWG) 및 특수증중률 (specific weight gain, SWG), 그리고 생존율에서 5 DFR이 유의적으로 높았다 (P < 0.05). 생존율은 모든 실험구가 유의적 차이가 없었으며, 30%이하로 나타났다. 따라서 3년산 북방전복을 해상가두리에서 사육 시 미역, 다시마 등의 생먹이의 일간 공급율은 어체중량의 5-10%에서 공급되는 것이 성장에 유리하지만, 생존율을 향상 시킬 수 있는 다각적 검토가 필요하다.

• 한국수산과학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.514-519
• /
• 2000

우리형 그물에 작용하는 유수저항을 그 도면으로부터 정확하게 계산하기 위하여 그물실을 원형 실린더로 단순화하여 실린더를 통과한 흐름의 속도 감소에 대한 수치 해석 결과와 상자 구조의 모형 우리 그물에 대한 수리 모형실험을 행하여 저항계수 및 그물감을 통과기 전과 후의 속도 감소비에 대한 관계를 검토하였으며, 속도 감소비를 고려하여 흐름에 의한 그물의 변형 유무에 따른 모형 우리 그물에 작용하는 유수저항을 측정하였다. 실험에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 그물감을 통과하기 전의 유속 U와 통과한 후의 유속 u의 비인 속도 감소비와 그물감의 $S_n/S$ 값과의 관계는 다음과 같이 나타났다. 나일론 랏쉘 그물감의 경우: $$\frac{u}{U}=1-1.54(\frac{S_n}{S})^(1.47)$$ 나일론 막매듭 그물감의 경우: $$\frac{u}{U}=1-0.97(\frac{S_n}{S})^(1.24)$$ 2. 변형을 고려하지 않는 그물의 경우는 후류의 영향을 고려하여 각각의 그물감에 작용하는 유수저항을 독립적으로 계산하고 그들을 합산하여 전체 저항으로 채택해도 된다는 것을 확인하였다. 3. 흐름에 의한 변형이 있는 그물의 경우는 유수저항 R이 유속 U의 제곱에 비례하지 않고 $R={\kappa}U^(1.76{\~}1.83)$으로 나타났다. 4. 유속이 1 m/s인 때의 A, B 및 C 그물의 유수저항은 그들에 생긴 변형으로 인해 변형이 없는 경우의 저항에 비해 각각 $63{\%}, 71.2{\%}$ 및 $73.2{\%}$로 나타났다.

• 한국수산과학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.30-34
• /
• 1988

본 연구는 1987년 9월 8일, 9일 양일간에 걸쳐 24시간 동안 곤리도 금성수산 방어 가두리 양식장에서 해산어류 양식장${\cdot}$가두리의 방양한도를 산정하는데 기초자료로 쓰일 수 있는 용존산소 수지를 해석해 보기 위하여 실시하였다. 가두리에 수용된 당년생 방어 2,800kg이 1일간 소비하는 산소량은 $3.09g/m^3$였고, 가두리 안의 수체에 의하여 소비되는 산소량은 $1.24g/m^2{\cdot}day$였으며, 수중 식물성 플랑크톤에 의해 생산공급된 산소량과 대기로 부터 해수중으로 녹아 들어간 산소량의 합계는 수중 유기물의 분해와 플랑크톤의 호흡을 포함하는 수조자체의 산소소비량의 $43\%$를 감당하는 수준이었고, 그 나머지 $57\%$와 사육어가 소비하는 다량의 산소는 가두리 안밖으로 교류하는 해수유동에 의하여 공급되고 있었다. 이 어장의 가두리에 수용할 어체량은 해수교환율에 의해 결정되는 듯이 보이며, 어장내의 조류에 대한 가두리 배치방식에 따라 해수교환율이 달라지게 될 것이므로 가두리마다의 해수유통에 따라 수용량을 조정할 필요가 있다 하겠다.

• 한국패류학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.93-101
• /
• 2015

본 연구는 3년산 북방전복을 해상가두리에서 1년 동안 수용밀도별로 양식순기에 따라 사육하여 성장 및 생존율 조사를 통해 적정 수용밀도를 구명하고 생산성을 향상시키고자 수행하였다. 해상가두리 ($2.4{\times}1.2m$) 내 수용밀도는 셀터 단면적 (square meter, $m^2$, sq m) 당 점유율로 15, 30, 45, 60 percentage (= per)/sq m로 설정하여 2반복으로 실시하였다. 사육기간 동안 수온은 $8.2^{\circ}C-22.1^{\circ}C$, 염분은 평균 $33.5{\pm}0.6psu$, 용존산소는 평균 $7.87{\pm}0.86mg/L$이었다. 월별 각장변화에서는 2014년 5월, 7월부터 10월, 2015년 4월에 15 per/sq m, 30 per/sq m가 45 per/sq m, 60 per/sq m보다 유의적으로 높았다 (P < 0.05). 각장의 FML, AGR, DGR, SGR과 각폭의 FMB, AGR, DGR은 15 per/sq m와 30 per/sq m는 45 per/sq m, 60 per/sq m보다 유의적으로 높았고 (P < 0.05), 각폭의 SGR에서 60 per/sq m는 모든 실험구 보다 낮았다 (P < 0.05). 중량에 대한 FMW, WG, DWG, SWG에서도 같은 결과를 나타내었다 (P < 0.05). 생존율에서는 15 per/sq m, 30 per/sq m가 50%이상으로 45 per/sq m, 60 per/sq m 보다 유의적으로 높았다 (P < 0.05). 따라서, 본 실험결과 70 mm 이상의 3년산 북방전복의 해상가두리 내 적정 수용밀도는 셀터 총 단면적 기준으로 15 per/sq m ($2.4{\times}2.4m$, 1칸 당 354마리) 가 빠른 성장과 생존율을 위한 적정 수용밀도지만 경제성을 고려할 경우 30 per/sq m ($2.4{\times}2.4m$, 1칸 당 710마리) 수용해야 한다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제38권3호
• /
• pp.190-196
• /
• 2002

규칙파와 불규칙파 및 흐름이 함께 작용하는 상태에 놓인 가두리 시설에 대해 작용 유체력을 가두리 시설의 부설 방향별로 해석하기 위하여, 정사각형 모형 가두리 시설과 원형 모형 가두리 시설을 대상으로 예인 수조에서 수리 모형 실험을 실시하였다. 실험에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 규칙파를 받고 있는 정사각형 가두리 시설에 작용하는 유체력은 가두리 시설의 부설 방향별로 큰 차이를 보이지 않았다. 2. 불규칙파와 흐름을 동시에 받고 있는 가두리시설에 작용하는 파력 에너지의 피크 주파수는 파의 그것과 잘 일치하였고, 작용 유체력은 정사각형 가두리 시설보다 원형 가두리 시설에서 더 작았다. 3. 가두리 시설의 안정성에서 있어서는 그 구조가 원형인 것이 정사각형인 것보다 나은 편이었다.