그물어구의 모형 실험시에 발생하는 축척비 영향의 원인 및 크기 조사

김대안 ( Dae An Kim ) 한국어업기술학회 2011 수산해양기술연구 Vol.47 No.1

어구(漁具)의 분류(分類)

김대안 ( Dae An Kim ) 한국어업기술학회 1996 수산해양기술연구 Vol.32 No.1

그물어구의 유수저항과 모형수칙 3 . 모형수칙의 수립 및 이론적 검토

김대안(Dae An Kim) 한국수산과학회 1997 한국수산과학회지 Vol.30 No.4

The problems in the existing modeling rules for fishing nets, especially in the Tauti`s rule which had been used most commonly, were investigated and it was found that the rules could not give a good similarity between the prototype and model nets because they did neither analyze the flow resistance of nets accurately nor decide the ratio of flow velocity between the two nets properly. Thus, the modeling rule was newly derived by regarding the nets as holey structures sucking water into their mouth and then filtering water through their meshes as in the previous paper. The similarity conditions obtained, between the two nets distinguished by subscript 1 and 2, are as follows; (수식) where L is the length of nettings, d the diameter of netting twines, 2l the mesh size, 2φ the angle between two adjacent bars, N the number of meshes at the sides of nettings, d_r the diameter of ropes, ρ_r the specific gravity of ropes, w_a the weight in water of one piece of float or sinker, N_a the number of floats or sinkers, υ the flow velocity, and R the flow resistance of net. In the case where the model experiments aim at investigating the influence of weight in water of nettings on their shapes in nets subjected to the water flow of very low velocity, however, the following condition is added; (수식) where ρ is the specific gravity of netting twines.

그물어구의 류수저항과 모형수칙 4 . 트롤그물의 류수저항

김대안(Dae An Kim) 한국수산과학회 1997 한국수산과학회지 Vol.30 No.5

In order to find out the properties in flow resistance of trawl nets and the exact expression for the resistance R(㎏) under the water flow of velocity v(m/sec), the experimental data on R obtained by other investigators were pigeonholed into the form of R=kSv², where k(㎏·sec²/m⁴) was the resistance coefficient and S(㎡) the wall area of nets, and then k was analyzed by the resistance formular obtained in the previous paper. The analyzation produced the coefficient k expressed as in case of bottom trawl nets and as in midwater trawl nets, where S_m(㎡) was the cross-sectional area of net mouths, S_n(㎡) the area of nets projected to the plane perpendicular to the water flow and λ the representitive size of nettings given by πd²/2lsin2φ(d : twine diameter, 2l : mesh size, 2φ : angle between two adjacent bars). The value of S_n/S_m could be calculated from the cone-shaped bag nets equal in S with the trawl nets. In the ordinary trawl nets generalized in the method of design, however, the flow resistance R(㎏) could be expressed as R=1.5 Sv^(1.8) in bottom trawl nets and R= 0.7Sv^(1.8) in midwater trawl nets.

그물어구의 유수저항(流水抵抗)과 모형수칙: 1. 유수저항의 해석 및 평면 그물감의 자료에 의한 검토

김대안 ( Dae An Kim ) 한국수산학회 1995 한국수산과학회지 Vol.28 No.2

本 硏究에서는 그물을 그것의 領域圈 內로 물을 流入한 후 領域圈 밖으로 透過시키는 하나의 有孔性 構造物로 간주하고, 壁 面積이 S되는 그물이 流速 υ에서 받는 抵抗 R을 R=kSυ2으로 취하여, 레이놀즈數를 Re, 그물 入口의 斷面績을 Sm, 흐름에 垂直인 平面에 대한 그물의 總 投影面積을 Sn이라 할 때 抵抗係數 k를 ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요)으로 표시한 後, 지금까지 행해진 平面 그물감에 대한 抵抗 實驗 結果들을 이용하여 이 式의 妥當性과 各係數 값을 함께 調査하였다. 調査 結果, 발의 지름이 d, 그물코의 크기가 21, 展開角이 2Φ인 그물감의 Re에 관한 대표치수를 그물코의 面積에 대한 발의 體積의 比 λ, 즉 ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요)로 택하였을 때, c와 m의 값은 各各 240(㎏·sec2/m4) 및 0.1로 一定해졌고, n의 값은 1.2로서 1.0보다 컷기 때문에 매듭과 발에서 생기는 伴流가 그물코 속으로의 물의 透過를 나쁘게 하여 抵抗을 增大시킨다는 것을 알 수 있었다. 反面, Re가 커서 그 影響이 無視되는 경우는 cRe(-m)의 값이 常數가 되는데, 그 값은 흐름에 대한 그물감의 迎角 θ가 45˚<θ≤90˚의 區間에 있을 때 100(㎏·sec2/m4)으로 주어졌고, 0˚<θ≤45˚의 區間에 있을 때는 後流의 影響 때문에 100(Sm/S)(0.6)(㎏·sec2m4)으로 주어졌다. 그런데, 平面 그물감에 대한 Sm 및 Sn의 값은 各各 ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요) 및 ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요)로 주어지므로, 이들과 上記 c, m 및 n 값을 이용하면 平面 그물감의 抵抗係數 k가 구해지는데, θ=0˚인 경우는 抵抗 特性 자체가 변하여 k가 그물감 表面의 粗度에 따라 달라졌으므로 ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요)으로 주어졌다. 그러나, 以上의 結果를 實際 그물에 適用할 때는 θ=0˚ 때의 것은 고려하지 않아도 되고, 前記한 c 및 m 값도 不充分한 資料에 의한 것들이기 때문에 Re의 影響이 無視되는 경우의 것만을 이용하면, 그물 各部의 θ가 45˚<θ≤90˚의 區間 또는 0˚<θ≤45˚의 區間에 들어오는 그물의 抵抗係數 k(㎏·sec2/m4)는 ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요) 또는 ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요)으로 주어진다는 것을 알 수 있었다. Assuming that fishing nets are porous structures to suck water into their mouth and then filtrate water out of them, the flow resistance R of nets with wall area S under the velicity υ was taken by R=kSυ2, and the coefficient k was derived as ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요) where Re is the Reynolds` number, Sm the area of net mouth, Sn the total area of net projected to the plane perpendicular to the water flow. Then, the propriety of the above equation and the values of c, m and n were investigated by the experimental results on plane nettings carried out hitherto. The value of c and m were fixed respectively by 240(㎏·sec2/m4) and 0.1 when the representative size on Re. was taken by the ratio λ of the volume of bars to the area of meshes, i. e., ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요) where d is the diameter of bars, 21 the mesh size, and 2Φ the angle between two adjacent bars. The value of n was larger than 1.0 as 1.2 because the wakes occurring at the knots and bars increased the resistance by obstructing the filtration of water through the meshes. In case in which the influence of Re was negligible, the value of cRe(-m) became a constant distinguished by the regions of the attack angle θ of nettings to the water flow, i. e., 100(㎏·sec2/m4) in 45°<θ≤90° and 100(Sm/S)(0.6)(㎏·sec2/m4) in 0°<θ≤45°. Thus, the coefficient k(㎏·sec2/m4) of plane nettings could be obtained by utilizing the above values with Sm and Sn given respectively by ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요) and ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요) But, on the occasion of θ=0° k was decided by the roughness of netting surface and so expressed as ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요) in these results, however, the values of c and m were regarded to be not sufficiently exact because they were obtained from insufficient data and the actual nets had no use for k at θ=0°. Therefore, the exact expression of k(㎏·sec2/m4) for actual nets could be made in the case of no influence of Re as follows; ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요)

그물어구의 유수저항과 모형수칙: 2. 자루형 그물의 유수저항

김대안 ( Dae An Kim ) 한국수산학회 1995 한국수산과학회지 Vol.28 No.2

本 實驗에서는 자루그물의 構造와 形狀 및 사용 그물감의 規格의 變化에 따른 抵抗의 變化를 調査하고, 그 抵抗이 前報에서 구한 抵抗式에 의해 精度 높게 解析되는가를 確認하기 위하여, 柔軟度가 큰 Nylon 그물감으로 자루그물을 四角錐形으로 設計하고 上記各 要素들을 變化시켜 回流水槽 (觀測部 길이 : 7.00m, 水路 幅 : 1.45m, 水深 : 1.20m)에서 流速 v에서 받는 抵抗 R을 測定한 後, R=kSv(2)(S : 그물 壁의 面積)에 의해 抵抗係數 k(㎏ · sec(2)/m(4))를 구하고 k로써 各各의 경우를 比較하였다. 實驗에서 얻어진 結果를 要約하면 대략 다음과 같다. 1) 正四角錐形으로 設計된 자루그물의 入口를 둘레가 서로 같은 圓形 틀과 正四角形 틀에 교대로 부착하면, 水中 形狀은 圓形 틀에서는 매끈한 圓錐形이 되고 正四角形 틀에서는 入口 주변만을 제외한 나머지 모든 部分이 圓錐形이 되었기 때문에, k값에는 별 다른 差異가 생기지 않았다. 또한, 直四角錐形으로 設計된 자루그물을 直四角形 틀에 부착하면 入口 주변만을 제외한 나머지 모든 部分이 惰圓錐形이 되었는데, 그 때의 k값은 正四角錐形으로 設計된 그물이 水中에서 圓錐形을 이루는 경우와 거의 같았다. 2) 正四角錐形으로 設計된 자루그물에 대해 발의 길이 l에 대한 지름 d의 比 d/l를 變化시키면 k는 d/l가 큰 그물일수록 커지는 경향이었고, 入口 面積 S(m) 및 그물감의 材料는 일정하게 하고 S/S(m) 또는 흐름에 대한 그물의 迎角 θ를 변화시키면 k는 S/S(m)가 커질수록 작아지는 경향이었다. 그러나, k(S)/S(m)는 S/S(m)=1~4 또는 θ=15~90°의 범위에서는 거의 一定하였고, S/S(m)>4 또는 θ<15˚에서는 直線的으로 增加하였다. 3) 本 實驗에서 얻은 結果를 前報에서 구한 그물 抵抗式에 의해 解析하면, 자루그물에 있어 그물코의 面積에 대한 발의 體積의 比 λ, 즉 ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요)를 대표치수로 하는 레이놀즈數를 R(e)라 하고(2Φ : 그물코의 展開角) , 흐름에 수직인 平面에 대한 그물의 總 投影面積을 S(n)이라 할 때, R(e)<100의 領域에서는 ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요)으로 주어졌고, R(e)≥100의 領域에서는 ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요)으로 주어졌다. 이러한 結果는 前報에서 구한 k와 一致하는 것이므로, 前報에서 구한 k는 자루그물에 대한 實驗의 結果와 잘 一致한다는 것을 알 수 있었다. In order to make clear the resistance of bag nets, the resistance R of bag nets with wall area S designed in pyramid shape was measured in a circulating water tank with control of flow velocity v and the coefficient k in R = kSv(2) was investigated. The coefficient k showed no change in the nets designed in regular pyramid shape when their mouths were attached alternately to the circular and square frames, because their shape in water became a circular cone in the circular frame and equal to the cone with the exception of the vicinity of frame in the square one. On the other hand, a net designed in right pyramid shape and then attached to a rectangular frame showed an elliptic cone with the exception of the vicinity of frame in water, but produced no significant difference in value of k in comparison with that making a circular cone in water. In the nets making a circular cone in water, k was higher in nets with larger d/l, ratio of diameter d to length I of bars, and decreased as the ratio S/S(m) of S to the area S(m) of net mouth was increased or as the attack angle θ of net to the water flow was decreased. But the value of k(S)/S(m) was almost constant in the region of S/S(m)=1~4 or θ=15~90° and in creased linearly in S/S(m)>4 or in θ<15°. However, these variation of k could be summarized by the equation obtained in the previous paper. That is, the coefficient k(㎏ · sec(2)/m(4)) of bag nets was expressed as ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요) for the condition of R(e)<100 and ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요) for R(e)≥100, where S(n) is their total area projected to the plane perpendicular to the water flow and R(e). the Reynolds` number on which the representative size was taken by the value of λ defined as ◁수식삽입▷(원문을 참조하세요) where 2θ is the angle between two adjacent bars, d the diameter of bars, and 21 the mesh size. Conclusively, it is clarified that the coefficient k obtained in the previous paper agrees with the experimental results for bag nets.

단선 예인ㆍ전장용 오일 펜스 전개 장치 개발

김대안(Dae An KIM),정덕종(Deok Jong JANG),나선철(Son Chol NA) 한국해양환경·에너지학회 2004 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2004 No.-

본 연구는 유체의 흐름에 따른 압력을 이용한 전개 장치를 적용하여 1척의 선박만으로 오일 펜스를 전장ㆍ운용할 수 있는 방안을 검토한 것으로, 현행 오일 펜스에 미치는 예인 저항을 측정한 후 그에 적합한 전개장치의 형태 및 규모를 선계하고, 오일 펜스의 폭과 오일 펜스 권양기 릴의 폭을 고려하여 B형 및 C형 오일 펜스용 전개 장치의 규모를 계산 값의 약 91%와 75% 규모인 3.0㎡와 6.0㎡로 제작하여 해상에서 그 성능을 조사한 것이다. 주요 결과는 다음과 같다. 1) B형 오일 펜스를 2척의 선박이 U형으로 예인ㆍ전장하였을 때, 예인 속도 변화에 따른 오일 펜스의 장력 T(㎏)은 양 선박간의 거리가 100m와 50m일 경우 T = 920υ<SUP>1.1</SUP>, T = 500υ??로 나타났으며, 이를 바탕으로 계산된 B형 및 C형 오일 펜스용 전개 장치 하나의 규모는 3.3㎡ 와 8.0㎡ 였다. 2) B형 및 C형 오일 펜스에 전개 장치를 부착하고 예인줄을 200m 부여하여 예인ㆍ전장하였을 때 유출유를 포집하기에 적정한 형상을 유지하면서 전개되는 오일 펜스 개구부의 최고 거리는 예인 속도 1.5kt에서 약 114m와 95m로 나타나 오일 펜스 전체 길이에 대한 개구부 최고 전개 비율이 33%에 머무르는 C형에 비해 B형 오일 펜스는 최고 57%까지 전개되어 B형 오일 펜스 전개 장치의 전개 성능이 훨씬 우수하였다. 3) B형 및 C형 오일 펜스 개구부 거리 증가율은 예인줄 길이가 50m에서 100m로 늘어났을 때 약 31%와 40%정도로 두드러지게 전개되지만, 예인줄이 100m에서 150m, 200m로 길어질수록 증가율이 크게 둔화되어 전개 장치의 전개력은 반드시 오일 펜스 예인줄의 길이에 비례하지 않았기 때문에 예인줄을 100m내외로 유지하는 것이 합리적이라고 할 수 있다. 4) 예인 속도 1.5kt이상에서는 B형 및 C형 오일 펜스 모두 전개 장치의 전개 성능이 저하되어 개구부 거리가 감소하고 일부분이 침강하거나 월파, 스커트 날림 현상이 발생하는 등 오일 펜스 전장 형상이 불안정해지는 반면, 예인 속도 1.5kt이내에서는 오일 펜스 형상도 안정적이고 개구부 거리도 일정하게 유지되는 등 양호한 전개 성능을 발휘하기 때문에 전개 장치 운용시 합리적인 예인 속도는 1.5kt 이내로 볼 수 있다. For the purpose of doing development to the opening apparatus for unfolding and towing of oil boom by one ship, tension load of oil boom was measured for design to the shape and structure on the opening apparatus. The opening apparatus size for Band C type oil boom manufactured with 3.0㎡ and 6.0㎡ to think about the reel and width of oil boom. It's about 91% and 75% the value of calculation, the results obtained through the efficiency test at the sea as follows; When the towing to B type oil boom with the form U by two ship, tension load of oil boom T(kg), with towing speed, as the ship distance of 100m and 50m was measured T = 920υ<SUP>1.1</SUP>, T = 500υ??. The basis on it's, the opening apparatus size calculated for B and C type oil boom was 3.3㎡ and 8.0㎡. The maximum width in the horizontal opening of oil boom, when the towing to Band C type oil boom attached the opening apparatus with towing line 200m and towing speed 1.5㏏, was measured 114m and 95m, maximum width in the horizontal opening / total length was 33% and 57%, the efficiency of opening apparatus was very high in B type oil boom. The rate of increase on width of the horizontal opening in Band C type oil boom was 31% and 40%, as the towing line extend from 50m to 100m. But the force of opening do not proportion on the length of towing line, because the towing line extend from 100m to 150m, 200m was sharply decreased. Therefore, reasonable towing line is thereabouts 100m. As the towing speed above 1.5㏏, the efficiency of opening apparatus was lower, the width of the horizontal opening in Band C type oil boom was decreased and outbreak with appearance of sinking, run over waves and flap of skirt in oil boom, but under 1.5㏏ was good because stability the width of the horizontal opening and oil boom. Therefore, reasonable towing speed should not exceed 1.5㏏.

저층 트롤어구의 유수저항 특성 및 모형 실험시의 축척비 영향

김대진 ( Dae Jin Kim ),김대안 ( Dae An Kim ),김태호 ( Tae Ho Kim ),신형호 ( Hyeong Ho Shin ),장덕종 ( Duck Jong Jang ),차봉진 ( Bong Jin Cha ) 한국어업기술학회 2011 수산해양기술연구 Vol.47 No.4

The purpose of this study is to identify the flow resistance of the bottom trawl net. The bottom trawl net being used in the training ship of Chonnam National University was selected as a full-scale net, and model nets such as 1/10, 1/25 and 1/50 of the actual net were made. Total resistance of the net part, the height of the net mouth and the flow resistance of components of the net such as wing, bag and cod-end part was measured, converted into full-scale and compared. Additionally, the model rule of Tauti (1934), which has been most frequently used in fishing net modeling experiments, was applied to interpret flow resistance and scale effect of model experiment was investigated. Presumed that the flow resistance R is R〓kSu 2 against the flow velocity of each net u , resistance coefficient k was calculated by substituting R, u and S of the net. From the result, it was found that k decreases exponentially when u increases which makes k=cu -m. Whereas m of each net is ranged between 0.13-0.16 and there was not significant difference between nets. c does not show big difference in 1/10 and 1/25 model and the value itself was relatively bigger than in 1/50 model. The height of the net mouth of 1/25 and 1/50 model net h decreases exponentially according as u increases to make h=du -n. Whereas d and n values were almost same in two nets. Additionally, when resistance of cod-end, wing and bag part in 1/25 and 1/50 model nets, both nets showed big resistance in bag part when flow is 1m/s as more than 60%. Wing and cod-end part showed almost same value or wing part had little bit larger value. On the other hand, when reviewing the reasons why both models showed difference in 1/50 model while c value against the resistance coefficient k did not show big difference in 1/10 and 1/25 model, it is inferred that the difference occurred not from material difference but from the difference in net size according to scale. It was judged that they are the scale effects concomitant to the model experiments.

우리형 그물의 유속에 따른 변형 및 적정 침자량

김태호 ( Tae Ho Kim ),김재오 ( Jae O Kim ),김대안 ( Dae An Kim ) 한국어업기술학회 2001 수산해양기술연구 Vol.37 No.1

통발어구의 어획기구 및 개량에 관한 연구 2. 그물통발류에 대한 민꽃게의 행동

김대안,고관서,KIM Dae-An,KO Kwan-Soh 한국수산과학회 1987 한국수산과학회지 Vol.20 No.4

실험실에서는 민꽃게 대상으르 생각될 수 있는 그 물통발을 4가지 형태로 제작하고, 이를 통발에 대한 민꽃게의 행동을 수조실험을 통해 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 민꽃게의 색이행동은 시각과 후각에 의하며, 입롱시 매우 강한 경계행동을 보였다. 2) 민꽃게의 통발접촉수는 통발투하후 점차 증가하여 주로 30분 이내에 최대치를 보였다가 차차 감소하였다. 3) 민꽃게의 입롱은 통발 투하후 30분 이내에 주로 일어났고, 입롱이 빨리 일어날수록 최대접촉수도 빨리 나타났다. 4) 통발에 접촉한 민꽃게가 입구쪽으로 유도되는 것은 평면형상이 원형인 통발에서 쉬웠고, 입구부근에서 입구속으로 유도되는 것은 입롱과 출롱은 근본적으로 입구가 하부에 난 통발에서 쉬웠다. 5) 입구 끝이 통발내로 휘어저 들어간 것은 민꽃게의 출롱방지에 효과가 있었다. 6) 입구끝에 혀그물이 있으면 민꽃게의 입롱이 심하게 방해되나, 출롱은 전혀 보이지 않았다. The behavior of crab, Charybdis japonica h. Milne EDWARDS, to the net pots with baits was investigated alternately in the experimental tanks. One of the pots being dropped on the tank bottom, the crabs touched it to obtain the bait probably reacted by their senses of smell and sight, and increased gradually in the number of touch to show a maximum within 30 min. The crabs, if touched circular pots, were guided more easily to the pot entrances than the case of touching square ones, but the guidance from the vicinity of the entrances into the pots was easier in the square. When the crabs entered the pots, they always showed a sharp precaution. However, most of enterings were made mainly within 30 minutes and easier in pots with lower entrances. If 30 min. elapsed, the entering was little made by the decrease in the number of touch and the getting-out was remarkable, especially in pots with low entrances. But, in all the pots the getting-out was hampered by the drawing of the entrance tips into the pots. In case in which flappers were attached to the entrance tips, the entering was very hampered, hut the getting-out was not shown.