이 연구에서는 파랑과 흐름 및 수온의 변화 등 해상의 다양한 환경 조건에서도 해삼을 안정적으로 양성하기 위한 침하식 해삼 양성 기구를 개발하고 그것의 성능을 평가하기 위하여 다음과 같은 연구 과정별 내용으로 구성된 실험적 및 수치 해석적 연구를 수행하였다. 1) 실내 수조에서 디지털 비디오카메라와 화상 해석 소프트웨어를 사용하여 수온의 변화에 따른 해삼의 행동 특성을 조사하였다. 2) 해삼의 행동 특성 해석 결과를 토대로 침하식 해삼 양성 기구를 개발하고 Morison 방정식의 유한 요소 모델을 사용하여 이 기구에 작용하는 유체력과 구조적 특성(반력, 굽힘 ...
이 연구에서는 파랑과 흐름 및 수온의 변화 등 해상의 다양한 환경 조건에서도 해삼을 안정적으로 양성하기 위한 침하식 해삼 양성 기구를 개발하고 그것의 성능을 평가하기 위하여 다음과 같은 연구 과정별 내용으로 구성된 실험적 및 수치 해석적 연구를 수행하였다. 1) 실내 수조에서 디지털 비디오카메라와 화상 해석 소프트웨어를 사용하여 수온의 변화에 따른 해삼의 행동 특성을 조사하였다. 2) 해삼의 행동 특성 해석 결과를 토대로 침하식 해삼 양성 기구를 개발하고 Morison 방정식의 유한 요소 모델을 사용하여 이 기구에 작용하는 유체력과 구조적 특성(반력, 굽힘 모멘트, 축응력, 폰 미제스 응력) 등 구조 역학적 성능을 분석하였다. 3) 장기간의 해상 실험을 통해 수온의 변화와 먹이 지급 유무에 따른 침하식 해삼 양성 기구에서의 해삼의 생존율과 성장률 등 생물학적 성능을 조사하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
수온의 변화에 따른 해삼의 행동 특성에 대한 분석 결과, 해삼은 실험 수온 중 가장 저수온인 10℃에서 이동/회피 동작과 방향 전환을 가장 활발하게 하였으며, 수온이 점차 증가되면 해삼의 활동성이 다소 둔해져서 19℃부터는 이동/회피 동작이 급격하게 줄어들었다. 수온별 해삼의 최대 이동 거리는 수온 10℃에서 0.75 m이었고 평균 이동 거리는 수온 10℃에서 약 0.2 m이었으며, 최소 평균 이동 거리는 수온 19℃에서 약 0.03 m로 나타났다. 해삼의 이동 속도는 전체적으로 매우 느리게 나타났는데, 수온별 이동 속도의 경우 수온 10℃에서 약 0.21×10-3 m/s로 가장 빨랐고 그 다음은 수온 16℃에서 약 0.11×10-3 m/s로 나타났으며, 수온 19℃에서 약 0.036×10-3 m/s로 가장 느리게 나타났다.
파랑과 흐름 및 수온 변화 등 해상의 다양한 환경 조건에서도 해삼을 안정적으로 양식하기 위한 침하식 해삼 양성 기구 2종을 개발하고 수치 모델링 기법을 사용하여 파력과 조류력이 작용하는 실제 해역에 시설된 해삼 양성 기구의 구조적 특성을 해석한 결과, 이 연구에서 개발한 해삼 양성 기구의 구조가 파랑, 흐름 등 대상 외력에 대한 환경 하중과 중력 조건에서도 안정하다는 것을 확인하였다. 또한 이 연구에서 제시한 유체 역학 및 구조 역학이 조화된 수치 모델 기법이 빔과 트러스 구조의 침하식 해삼 양성 기구의 구조적 특성을 평가하는데 매우 유용하다는 것을 확인하였다. 따라서 앞으로 해삼 양식 산업이 발전함에 따라 해삼 양성 기구가 보다 대형화되면 이 연구에서 제시한 수치 모델 기법은 수중에 시설되는 각종 해삼 양성 기구의 구조적 안정성 평가에 매우 중요하게 활용될 것이다.
수온의 변화 등 해상의 다양한 환경 조건에서도 해삼을 안정적으로 양성하기 위해 튜브형 쉘터로 구성된 침하식 해삼 양성 기구를 저층에 설치한 후 295일간 해상 실험을 실시한 결과, 해삼의 생존율은 먹이 지급 쉘터에서 77.78%, 먹이 미지급 쉘터에서 64.71%로 나타났다. 그리고 해삼의 성장률 SGR(% day-1)은 먹이 지급 쉘터에서는 0.04로 나타나 해삼이 성장하였으나, 먹이 미지급 쉘터에서는 ？0.49로 나타나 성장을 하지 않았다.
수온과 해삼의 생존율과 성장률에 대해 통계 분석한 결과, SGR(% day-1)의 경우 먹이 지급 및 미지급 쉘터에서 모두 유의성이 나타나지 않았다. 이에 비해 생존율은 양쪽 모두 먹이 미지급 쉘터의 경우 P<0.01, 먹이 지급 셀터의 경우 P<0.05 수준에서 유의함이 나타났다. 즉, 해삼의 생존에 수온의 영향을 미쳤다는 결과가 나타났다.
먹이 지급 유무의 영향에 따른 해삼의 생존율 및 성장률에 대해 T 검정을 실시한 결과, 먹이 지급과 미지급 쉘터에서 SGR 평균이 차이가 나는 것을 알 수 있다. 그리고 SGR의 P값은 0.003으로 나타나 P값이 0.05보다 작으므로 대립 가설이 채택되어 먹이 지급과 먹이 미지급 두 집단간의 SGR(% day-1)은 먹이 지급 쉘터에서 0.11로 더 높게 나타났다.
또한 먹이 지급 셀터에서의 해삼의 생존율 및 성장률이 먹이 미지급 쉘터보다 높았으며, 해삼의 성장률의 경우 통계적으로 유의함이 나타났다. 생존율은 먹이 지급과 미지급 쉘터에서 모두 비슷한 감소 추세를 보여 유의함은 나타나지 않았다. 그리고 해삼의 생존과 성장에 대한 수온의 영향을 분석해 본 결과, 수온이 해삼의 생존율에 가장 크게 영향을 미쳤다는 알 수 있었다.
이상에서와 같이 수치 모델링과 해상 실험을 통해 이 연구에서 개발한 침하식 해삼 양성 기구의 구조 역학적 및 생물학적 성능을 평가한 결과, 개발 양성 기구의 성능이 비교적 양호한 것으로 나타났다. 따라서 앞으로 해삼 양식 산업이 본격적으로 시작되면 이 연구에서 개발한 침하식 해삼 양성 기구가 유용하게 활용될 것으로 전망된다.
이 연구에서는 파랑과 흐름 및 수온의 변화 등 해상의 다양한 환경 조건에서도 해삼을 안정적으로 양성하기 위한 침하식 해삼 양성 기구를 개발하고 그것의 성능을 평가하기 위하여 다음과 같은 연구 과정별 내용으로 구성된 실험적 및 수치 해석적 연구를 수행하였다. 1) 실내 수조에서 디지털 비디오카메라와 화상 해석 소프트웨어를 사용하여 수온의 변화에 따른 해삼의 행동 특성을 조사하였다. 2) 해삼의 행동 특성 해석 결과를 토대로 침하식 해삼 양성 기구를 개발하고 Morison 방정식의 유한 요소 모델을 사용하여 이 기구에 작용하는 유체력과 구조적 특성(반력, 굽힘 모멘트, 축응력, 폰 미제스 응력) 등 구조 역학적 성능을 분석하였다. 3) 장기간의 해상 실험을 통해 수온의 변화와 먹이 지급 유무에 따른 침하식 해삼 양성 기구에서의 해삼의 생존율과 성장률 등 생물학적 성능을 조사하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
수온의 변화에 따른 해삼의 행동 특성에 대한 분석 결과, 해삼은 실험 수온 중 가장 저수온인 10℃에서 이동/회피 동작과 방향 전환을 가장 활발하게 하였으며, 수온이 점차 증가되면 해삼의 활동성이 다소 둔해져서 19℃부터는 이동/회피 동작이 급격하게 줄어들었다. 수온별 해삼의 최대 이동 거리는 수온 10℃에서 0.75 m이었고 평균 이동 거리는 수온 10℃에서 약 0.2 m이었으며, 최소 평균 이동 거리는 수온 19℃에서 약 0.03 m로 나타났다. 해삼의 이동 속도는 전체적으로 매우 느리게 나타났는데, 수온별 이동 속도의 경우 수온 10℃에서 약 0.21×10-3 m/s로 가장 빨랐고 그 다음은 수온 16℃에서 약 0.11×10-3 m/s로 나타났으며, 수온 19℃에서 약 0.036×10-3 m/s로 가장 느리게 나타났다.
파랑과 흐름 및 수온 변화 등 해상의 다양한 환경 조건에서도 해삼을 안정적으로 양식하기 위한 침하식 해삼 양성 기구 2종을 개발하고 수치 모델링 기법을 사용하여 파력과 조류력이 작용하는 실제 해역에 시설된 해삼 양성 기구의 구조적 특성을 해석한 결과, 이 연구에서 개발한 해삼 양성 기구의 구조가 파랑, 흐름 등 대상 외력에 대한 환경 하중과 중력 조건에서도 안정하다는 것을 확인하였다. 또한 이 연구에서 제시한 유체 역학 및 구조 역학이 조화된 수치 모델 기법이 빔과 트러스 구조의 침하식 해삼 양성 기구의 구조적 특성을 평가하는데 매우 유용하다는 것을 확인하였다. 따라서 앞으로 해삼 양식 산업이 발전함에 따라 해삼 양성 기구가 보다 대형화되면 이 연구에서 제시한 수치 모델 기법은 수중에 시설되는 각종 해삼 양성 기구의 구조적 안정성 평가에 매우 중요하게 활용될 것이다.
수온의 변화 등 해상의 다양한 환경 조건에서도 해삼을 안정적으로 양성하기 위해 튜브형 쉘터로 구성된 침하식 해삼 양성 기구를 저층에 설치한 후 295일간 해상 실험을 실시한 결과, 해삼의 생존율은 먹이 지급 쉘터에서 77.78%, 먹이 미지급 쉘터에서 64.71%로 나타났다. 그리고 해삼의 성장률 SGR(% day-1)은 먹이 지급 쉘터에서는 0.04로 나타나 해삼이 성장하였으나, 먹이 미지급 쉘터에서는 ？0.49로 나타나 성장을 하지 않았다.
수온과 해삼의 생존율과 성장률에 대해 통계 분석한 결과, SGR(% day-1)의 경우 먹이 지급 및 미지급 쉘터에서 모두 유의성이 나타나지 않았다. 이에 비해 생존율은 양쪽 모두 먹이 미지급 쉘터의 경우 P<0.01, 먹이 지급 셀터의 경우 P<0.05 수준에서 유의함이 나타났다. 즉, 해삼의 생존에 수온의 영향을 미쳤다는 결과가 나타났다.
먹이 지급 유무의 영향에 따른 해삼의 생존율 및 성장률에 대해 T 검정을 실시한 결과, 먹이 지급과 미지급 쉘터에서 SGR 평균이 차이가 나는 것을 알 수 있다. 그리고 SGR의 P값은 0.003으로 나타나 P값이 0.05보다 작으므로 대립 가설이 채택되어 먹이 지급과 먹이 미지급 두 집단간의 SGR(% day-1)은 먹이 지급 쉘터에서 0.11로 더 높게 나타났다.
또한 먹이 지급 셀터에서의 해삼의 생존율 및 성장률이 먹이 미지급 쉘터보다 높았으며, 해삼의 성장률의 경우 통계적으로 유의함이 나타났다. 생존율은 먹이 지급과 미지급 쉘터에서 모두 비슷한 감소 추세를 보여 유의함은 나타나지 않았다. 그리고 해삼의 생존과 성장에 대한 수온의 영향을 분석해 본 결과, 수온이 해삼의 생존율에 가장 크게 영향을 미쳤다는 알 수 있었다.
이상에서와 같이 수치 모델링과 해상 실험을 통해 이 연구에서 개발한 침하식 해삼 양성 기구의 구조 역학적 및 생물학적 성능을 평가한 결과, 개발 양성 기구의 성능이 비교적 양호한 것으로 나타났다. 따라서 앞으로 해삼 양식 산업이 본격적으로 시작되면 이 연구에서 개발한 침하식 해삼 양성 기구가 유용하게 활용될 것으로 전망된다.
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