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논문 상세정보

그물어구의 유수저항과 근형수칙 -1. 유수저항의 해석 및 평면 그물감의 자료에 의한 검토

Flow Resistance and Modeling Rule of Fishing Nets -1. Analysis of Flow Resistance and Its Examination by Data on Plane Nettings-

초록

본 연구에서는 그물을 그것의 영역권 내로 물을 유입한 후 영역권 밖으로 투과시키는 하나의 유공성 구조물로 간주하고, 벽 면적이 S되는 그물이 유속 v에서 받는 저항 R을 $R=kSv^2$으로 취하여, 레이놀즈수를 $R_e$, 그물 입구의 단면적을 $S_m$, 흐름에 수직인 평면에 대한 그물의 총 투영면적을 $S_m$이라 할 때 저항계수 k를 $$k=c\;Re^{-m}(\frac{S_n}{S_m})n(\frac{S_n}{S})$$으로 표시한 후, 지금까지 행해진 평면 그물감에 대한 저항 실험 결과들을 이용하여 이 식의 타당성과 각계수 값을 함께 조사하였다. 조사 결과, 발의 지름이 d, 그물코의 크기가 21, 전개각이 $2\varphi$ 그물감의 $R_e$에 관한 대표치수를 그물코의 면적에 대한 발의 체적의 비 $\lambda$, 즉 $$\lambda={\frac{\pi\;d^2}{21\;sin\;2\varphi}$$로 택하였을 때, c와 m의 값은 각각 $240(kg\;\cdot\;sec^2/m^4)$ 및 0.1로 일정해졌고, n의 합은 1.2로서 1.0보다 컸기 때문에 매듭과 발에서 생기는 반류가 그물코 속으로의 물의 투과를 나쁘게 하여 저항을 증대시킨다는 것을 알 수 있었다. 반면, $R_e$가 커서 그 영향이 무시되는 경우는 $cR_e\;^{-m}$의 값이 상수가 되는데, 그 값은 흐름에 대한 그물감의 영각 $\theta$$ 45^{\circ}<\theta\leq90^{\circ}$의 구간에 있을 때 100$(kg\cdot sec^2/m^4)$으로 주어졌고, $ 0^{\circ}<\theta\leq45^{\circ}$의 구간에 있을 때는 후류의 영향 때문에 $100(S_m/S)^{0.6}\;(kg\cdot\;sec^2/m^4)$으로 주어 졌다. 그런데, 평면 그물감에 대 한 $S_m$$S_n$의 값은 각각 $$S_m=S\;sin\theta$$$$S_n=\frac{d}{I}\;\cdot\;\frac{\sqrt{1-cos^2\varphi cos^2\theta}} {sin\varphi\;cos\varphi} \cdot S$$로 주어지므로, 이들과 상기 c, m 및 n 값을 이용하면 평면 그물감의 저항계수 k가 구해지는데, $\theta=0^{\circ}$인 경우는 저항 특성 자체가 변하여 k가 그물감 표면의 조도에 따라 달라졌으므로 $$k=9(\frac{d}{I\;cos\varphi})^{0.8}$$으로 주어졌다. 그러나, 이상의 결과를 실제 그물에 적용할 때는 $\theta=0^{\circ}$ 때의 것은 고려하지 않아도 되고, 전기한 c 및 m 값도 불충분한 자료에 의한 것들이기 때문에 $R_e$의 영향이 무시되는 경우의 것만을 이용하면, 그물 각부의 $\theta$$45^{\circ}<\theta\leq90^{\circ}$의 구간 또는 $0^{\circ}<\theta\leq45^{\circ}$의 구간에 들어오는 그물의 저항계수 $k(kg\cdot sec^2/m^4)$$$k=100(\frac{S_n}{S_m})^{1.2}\;(\frac{S_m}{S})$$ 또는 $$k=100(\frac{S_n}{S_m})^{1.2}\;(\frac{S_m}{S})^{1.6}$$으로 주어진다는 것을 알 수 있었다.

Abstract

Assuming that fishing nets are porous structures to suck water into their mouth and then filtrate water out of them, the flow resistance N of nets with wall area S under the velicity v was taken by $R=kSv^2$, and the coefficient k was derived as $$k=c\;Re^{-m}(\frac{S_n}{S_m})n(\frac{S_n}{S})$$ where $R_e$ is the Reynolds' number, $S_m$ the area of net mouth, $S_n$ 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 $240(kg\cdot sec^2/m^4)$ and 0.1 when the representative size on $R_e$ was taken by the ratio k of the volume of bars to the area of meshes, i. e., $$\lambda={\frac{\pi\;d^2}{21\;sin\;2\varphi}$$ where d is the diameter of bars, 21 the mesh size, and 2n 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 $R_e$ was negligible, the value of $cR_e\;^{-m}$ became a constant distinguished by the regions of the attack angle $ \theta$ of nettings to the water flow, i. e., 100$(kg\cdot sec^2/m^4)\;in\;45^{\circ}<\theta \leq90^{\circ}\;and\;100(S_m/S)^{0.6}\;(kg\cdot sec^2/m^4)\;in\;0^{\circ}<\theta \leq45^{\circ}$. Thus, the coefficient $k(kg\cdot sec^2/m^4)$ of plane nettings could be obtained by utilizing the above values with $S_m\;and\;S_n$ given respectively by $$S_m=S\;sin\theta$$ and $$S_n=\frac{d}{I}\;\cdot\;\frac{\sqrt{1-cos^2\varphi cos^2\theta}} {sin\varphi\;cos\varphi} \cdot S$$ But, on the occasion of $\theta=0^{\circ}$ k was decided by the roughness of netting surface and so expressed as $$k=9(\frac{d}{I\;cos\varphi})^{0.8}$$ 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 $\theta=0^{\circ}$. Therefore, the exact expression of $k(kg\cdotsec^2/m^4)$, for actual nets could De made in the case of no influence of $R_e$ as follows; $$k=100(\frac{S_n}{S_m})^{1.2}\;(\frac{S_m}{S})\;.\;for\;45^{\circ}<\theta \leq90^{\circ}$$, $$k=100(\frac{S_n}{S_m})^{1.2}\;(\frac{S_m}{S})^{1.6}\;.\;for\;0^{\circ}<\theta \leq45^{\circ}$$

참고문헌 (0)

  1. 이 논문의 참고문헌 없음

이 논문을 인용한 문헌 (2)

  1. 2000. "Estimation of the Virtual Mass of Conical Nets using Circulating Water Channel" 한국어업기술학회지 = Journal of the Korean Society of Fisheries Technology, 36(1): 60~65 
  2. Kim, Dae-Jin ; Kim, Dae-An ; Kim, Tae-Ho ; Shin, Hyeong-Ho ; Jang, Duck-Jong ; Cha, Bong-Jin 2011. "Flow resistance of bottom trawl nets and scale effect in their model experiments" 한국어업기술학회지 = Journal of the Korean Society of Fisheries Technology, 47(4): 281~289 

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