해상가두리의 안정성 및 기능성 향상을 위한 최적 계류시스템을 개발하기 위하여 천해역에 적합한 계류시스템을 검토하여 유연부 이 계류시스템을 선정하였다. 이를 위한 해석프로그램을 정립하고, 수리모형실험 결과와 비교하였다. 해석프로그램의 타당성을 확인 한 후, 적용할 만한 계류시스템을 구성하고 수치계산을 통하여 해상가두리를 위한 적정 계류시스템을 제시하였다. 해상가두리의 계류시스템은 유연부이 계류시스템이 권장되며, 계류배치는 탁월 외력환경과 일치하는 방향으로 하고, 수평계류삭인 나일론 로프는 해상가두리 길이의 0.5배 이상, 경사 와이어 로프는 수심의 2배 이상이 바람직한 것으로 나타났다. 또한, 중간부 이의 증설은 계류장력 및 표류변위를 감소시키는 효과를 가질 것으로 판단된다. 차후, 해상가두리의 동적응답 특성을 계류시스템 해석모델의 개발과 계류시스템의 설계가 요구된다.
해상가두리의 안정성 및 기능성 향상을 위한 최적 계류시스템을 개발하기 위하여 천해역에 적합한 계류시스템을 검토하여 유연부 이 계류시스템을 선정하였다. 이를 위한 해석프로그램을 정립하고, 수리모형실험 결과와 비교하였다. 해석프로그램의 타당성을 확인 한 후, 적용할 만한 계류시스템을 구성하고 수치계산을 통하여 해상가두리를 위한 적정 계류시스템을 제시하였다. 해상가두리의 계류시스템은 유연부이 계류시스템이 권장되며, 계류배치는 탁월 외력환경과 일치하는 방향으로 하고, 수평계류삭인 나일론 로프는 해상가두리 길이의 0.5배 이상, 경사 와이어 로프는 수심의 2배 이상이 바람직한 것으로 나타났다. 또한, 중간부 이의 증설은 계류장력 및 표류변위를 감소시키는 효과를 가질 것으로 판단된다. 차후, 해상가두리의 동적응답 특성을 계류시스템 해석모델의 개발과 계류시스템의 설계가 요구된다.
This paper deals with optimal mooring system to secure fish cage in a desired location, Through field investigation and paper works, we surveyed disasters by breakdown of cage frame and mooring system due to higher wave attack and selected compliant buoy mooring method for shallow water mooring syst...
This paper deals with optimal mooring system to secure fish cage in a desired location, Through field investigation and paper works, we surveyed disasters by breakdown of cage frame and mooring system due to higher wave attack and selected compliant buoy mooring method for shallow water mooring system against severe coastal external forces. To analyze interaction between external forces and compliant buoy mooring system, theoretical model has developed as quasi-static nonlinear analysis. After verifying the feasibility of the numerical model compared with experiment, static analysis has tried for various mooring systems with different angle of array, number of mooring points, length of horizontal and inclined rope. Optimal mooring method using compliant buoy has selected for fish cage through numerical simulation. This results can apply for preliminary design for cage mooring system.
This paper deals with optimal mooring system to secure fish cage in a desired location, Through field investigation and paper works, we surveyed disasters by breakdown of cage frame and mooring system due to higher wave attack and selected compliant buoy mooring method for shallow water mooring system against severe coastal external forces. To analyze interaction between external forces and compliant buoy mooring system, theoretical model has developed as quasi-static nonlinear analysis. After verifying the feasibility of the numerical model compared with experiment, static analysis has tried for various mooring systems with different angle of array, number of mooring points, length of horizontal and inclined rope. Optimal mooring method using compliant buoy has selected for fish cage through numerical simulation. This results can apply for preliminary design for cage mooring system.
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문제 정의
Table 1에 각 계류방식별 고려사항과 문제점을 비교하고, 50m 이하의 천해 역에 설치되는 해상가두리의 적용성을 평가하였다. 그 결과로서 Fig. 2와 같은 유연 부이 계류 시스템을 선정하고, 이에 대한 적용성을 평가하고자 한다.
본 연구는 해양수산부 바다목장화 사업의 일환으로 지원된 이용한 유동제어 구조물 및 해상 중간 육성시설 설계 기술 개발”을 위한 연구결과의 일부임을 밝힌다.
여기서는 해상가두리의 안정성 및 기능성 향상을 위한 최적 계 류시스템의 개발을 위한 기초연구로서 부유식 해상가두리의 계류 시스템의 문제점 및 개발 방향을 제시하고자 한다. 이를 위해, 천해 계류 시스템의 타당성을 평가하고, 준정적 계류계 해석이론을 정립하여 수리실험으로 검증을 거친 후, 이를 이용하여 적용 가능한 계 류시스템을 대상으로 장단점을 비교함으로써 적정 계류 시스템을 제시하고자 한다.
제안 방법
3종류의 유연 부이 계류 시스템에 대해 통영해역의 설계 외력 환 경조건 (이 김, 1998; 설계 파고 6m, 설계 파주기 12sec, 유속 0.5 m/sec, 풍속 30.8m/sec) 을 대상으로 수치계산을 실시하여 그 결과를 비교하였다. Fig.
4점 부이 계류 시스템의 준 정적 해석프로그램의 타당성을 검증하기 위하여 해상가두리를 1/22.5 모형으로 제작하고, 수치계산을 실 시하여 유연 부이 계류 시스템의 나일론 및 와이어로프의 길이를 결정하고 한국해양연구원 해양시스템 안전연구소 (KRISO)의 2차 원 조파수조(길이: 25 m, 폭: 0.6m, 수심: 0.6m)에서 검증실험을 수행하였다. 해상가두리는 목재 프레임과 스치로폴 부이로 구성하였고, 중간부이는 스치로폴 부이 2개를 설치하였다.
해상가두리의 적정 계류 시스템의 설계를 위해 계류 시스템 구성 (Berteaux, 1976)별 장단점을 조사하고 비교하였다. Table 1에 각 계류방식별 고려사항과 문제점을 비교하고, 50m 이하의 천해 역에 설치되는 해상가두리의 적용성을 평가하였다. 그 결과로서 Fig.
계류 시스템의 구성요소 제원에 대해 보다 효율적인 고려를 위하여 증분법 (incremental method)을 이용한 수치계산으로 식 (6)〜(9) 의 비선형방정식의 해를 구하는 준 정적 해석 전산프로그램(MBMM)을 개발하였다.
계류 시스템의 구성요소 제원에 대해 보다 효율적인 고려를 위하여 증분법 （incremental method）을 이용한 수치계산으로 식 （6）〜（9） 의 비선형방정식의 해를 구하는 준 정적 해석 전산프로그램（MBMM）을 개발하였다.
이를 이용한 계류 시스템의 초기설계는 가두리 一 나일론 로포一 완충부이一와이어 로프 一 닻으로 구성되는 계류 시스템의 극한환경에서의 해상 가두리의 안전성 확보를 위해 나일론과 와이어로프 길이 및 닻의 설계를 대상으로 하였다. 이를 위해 계류 시스템은 Fig. 6과 같이 3종류로 구성하였고, 나일론 및 와이어로프의 적 정길이를 Table 3에 나타내 것과 같이 가두리 길이의 1/2 및 수심을 기준으로 배가시키며 검토하고, 가두리의 변위 및 닻의 소요 중량이 최소화되는 경우를 선정하여 유연 부이 계류 시스템을 초기 설계하였다.
여기서는 해상가두리의 안정성 및 기능성 향상을 위한 최적 계 류시스템의 개발을 위한 기초연구로서 부유식 해상가두리의 계류 시스템의 문제점 및 개발 방향을 제시하고자 한다. 이를 위해, 천해 계류 시스템의 타당성을 평가하고, 준정적 계류계 해석이론을 정립하여 수리실험으로 검증을 거친 후, 이를 이용하여 적용 가능한 계 류시스템을 대상으로 장단점을 비교함으로써 적정 계류 시스템을 제시하고자 한다.
해상가두리의 계류를 위한 유연 부이 계류 시스템 초기설계를 위한 해석프로그램의 적용성을 수리모형실험을 통하여 확인하였고, 이를 토대로 사각 가두리형 해상양식시설의 계류 시스템 최적화를 위한 기초적 검토를 실시한다.
해상가두리의 안정성 및 기능성 향상을 위한 최적 계류 시스템을 개발하기 위하여 천해 역에 적합한 계류 시스템을 검토하여 유연부 이 계류 시스템을 선정하였다. 이를 위한 해석프로그램을 정립하고, 수리모형실험 결과와 비교하였다.
이러한 피해는 목재 프레임 자체나 연결부가 파랑 하중을 견디지 못하고 파손되거나 계류 시스템이 변형 또는 파손되어 가두리 끼리의 충돌에 의한 가두리의 파손 및 양 식어류의 도주에 의한 것으로 판단된다 (국립수산진흥원, 1996). 해상가두리의 적정 계류 시스템의 설계를 위해 계류 시스템 구성 (Berteaux, 1976)별 장단점을 조사하고 비교하였다. Table 1에 각 계류방식별 고려사항과 문제점을 비교하고, 50m 이하의 천해 역에 설치되는 해상가두리의 적용성을 평가하였다.
이를 위한 해석프로그램을 정립하고, 수리모형실험 결과와 비교하였다. 해석프로그램의 타당성을 확인한 후, 적용할 만한 계류 시스템을 구성하고 수치계산을 통하여 해 상 가두리를 위한 적정 계류 시스템을 제시하였다.
대상 데이터
이를 이용한 계류 시스템의 초기설계는 가두리 一 나일론 로포一 완충부이一와이어 로프 一 닻으로 구성되는 계류 시스템의 극한환경에서의 해상 가두리의 안전성 확보를 위해 나일론과 와이어로프 길이 및 닻의 설계를 대상으로 하였다. 이를 위해 계류 시스템은 Fig.
6m)에서 검증실험을 수행하였다. 해상가두리는 목재 프레임과 스치로폴 부이로 구성하였고, 중간부이는 스치로폴 부이 2개를 설치하였다.
데이터처리
해상가두리의 안정성 및 기능성 향상을 위한 최적 계류 시스템을 개발하기 위하여 천해 역에 적합한 계류 시스템을 검토하여 유연부 이 계류 시스템을 선정하였다. 이를 위한 해석프로그램을 정립하고, 수리모형실험 결과와 비교하였다. 해석프로그램의 타당성을 확인한 후, 적용할 만한 계류 시스템을 구성하고 수치계산을 통하여 해 상 가두리를 위한 적정 계류 시스템을 제시하였다.
정적해석에 대응한 실험은 수평 방향으로 인장력을 가하여 그에 따른 해상가두리의 변위 및 앵커 부분에서의 장력 변화를 계측하여 계산 결과와 비교한 것이다. 모형시험에 사용된 가두리 및 부이계 류시스템의 제원은 Table 2와 같고, 정적 모형시험에 대한 사진을 Fig.
성능/효과
그림으로부터 가두리의 변위는 나일론 및 와이어로프의 길이에 비례하나, 로프 장력과 닻 소요 중량은 나일론 및 와이어로프의 길이에 반비례함을 알 수 있다. 이들 결과를 종합적으로 살펴보면 나일론 로프 길이는 가두리 길이의 0.5배 이상, 와이어로프의 길이는 수심의 2배 이상이 적합함을 알 수 있다.
해상가두리의 계류시스템은 유연 부이 계류시스템이 권장되며, 계류배치는 탁월 외력 환경과과 일치하는 방향으로 하고, 수평 계류삭 인 나일론 로프는 해상가두리 길이의 0.5배 이상, 경사 와이어로 프는 수심의 2배 이상이 바람직한 것으로 나타났다. 또한, 중간부 이의 증설은 계류 장력 및 표류 변위를 감소시키는 효과를 가질 것으로 판단된다.
후속연구
차후, 해상가두리의 동적 응답 특성을 계류 시스템 해석모델의 개 발과 계류 시스템의 설계가 요구된다.
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