조류의 영향을 바든 가두리의 거동해석

Abstract

어류 축양을 목적으로 외해에 설치되는 대형 가두리 시설은 해양환경 조건으로부터 다양한 외력을 받으며, 이러한 외력에 의한 가두리의 동태는 가두리 시설 자체의 안전과 축양물의 생존과 성장에도 큰 영향을 준다. 그러므로 가두리를 설계하는 단계에서 외력에 의한 가두리의 역학적 움직임을 정확히 파악할 수 있다면 보다 안전하고 효율성 있는 구조물을 설치 할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 원형 가두리에 대하여 조류에 따른 가두리의 동역학적 운동을 해석하기 위하여 이론 모델을 구성하여 수치해석을 하였다. 이 때 수조실험을 통해 흐름에 놓여지는 망지의 여러 조건에 따른 망지 후방의 유속감소율을 적용함으로써 수치계산의 정확도를 높였다. 또한 수치 계산에 의한 시뮬레이션의 결과와 모형 실험에 의한 결과를 비교 분석하였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 유속이 일정할 때 망지의 d/1가 커질수록 망지를 통과한 후의 유속은 감소하였다. 2. 망지의 d/1가 일정할 때, 유속이 커질수록 망지를 통과한 후의 유속은 증가하였다. 3. 망지의 d/1와 유속이 일정할 때, 망지로부터의 영각이 커질수록 망지를 통과한 후의 유속은 감소하였다. 4. 평면 망지 실험에서 얻어진 유속감소율을 적용한 시뮬레이션에 의한 수종 형상과 모형 실험에 의한 가두리의 수중 형상을 비교한 결과, 오차는 <TEX>${\pm}$</TEX> 5 % 이내로 나타나 실험결과에 대한 시뮬레이션의 결과가 잘 일치함을 나타내었다. A large cage system for the purpose of fishes farming in the open sea was influenced by various forces from the ocean environment. The deformation of the cage by these forces affects the safety of the cage itself, as well as that of the cultivated creatures. In this research, theoretical model was established to analyzing dynamic movement influenced by current for cage. Also, to increase the accuracy of calculations, the reduction ratio of flow speed acquired using the flume tank experiment. Applying the reduction ratio of flow speed to the numerical calculation, the calculation values were compared with the measured values in the flume tank experiment using cage model. The results were as follows ; 1. When the flow speed of the flume tank is fixed, the decrease of the velocity of flow which is passed the upper panel side is proportion to the increase of porosity ratio of netting. 2. When the porosity ratio is fixed, the increase of the velocity of flow which is passed the upper panel side is proportion to the increase of velocity of flow. 3. When the porosity ratio and the flow speed of the flume tank are fixed, the decrease of the velocity of flow which is passed the upper panel side is proportion to the increase of attack angle. 4. As a result of comparison between the underwater shape by simulation which is applying the reduction ratio of flow speed from the experiment using plane netting and that by model experiment, it was found out that the result of the simulation was very close to that of model gear within <TEX>${\pm}$</TEX> 5 % error range.