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수산해양기술연구 KCI 등재 Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology 韓國漁業技術學會誌

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36권 3호 (2000년 8월) 12

1.
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연안 소형 어선의 조업 효율을 향상시키기 위한 연구의 일환으로 소형 유압식 어로윈치시스템을 설계하고, auto tension 기능을 내장시켜 이 시스템의 개루프 상태에 대한 동적 응답 특성을 분석, 고찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 본 연구에서 설계, 제작한 소형 윈치시스템은 갑판상 어느 장소에서도 조작이 가능하도록 원격조작방식을 채용하고 있기 때문에 어로 작업시의 인력 감소와 작업의 효율성을 높일수 있다고 생각된다. 2. 솔레노이드 밸브를 ou/off 조작하여 윈치를 구동할 때, 정전 및 역전 구동 조작에 대한 윈치 드럼의 회전 지연시간(dead time)은 각각 0.09 sec, 0.04 sec이었다. 또한 on/off 레버의 조작을 행한 직후 응답 특성은 약간 불안정하였지만, 짧은 경과 시간을 거쳐 안정되는 추종성능을 나타내었다. 3. 윈치를 auto tension mode로서 구동하는 경우, 윈치의 회전축에 55.9 kgf.m 이상의 토오크가 작용하면 윈치는 5.1 rpm의 회전속도로서 줄을 풀어내고, 그 이하의 토오크가 작용하면 11.1 rpm의 회전속도로서 줄을 감아들이는 자동 권양 윈치의 기능을 발휘한다. 4. 윈치의 auto tension mode에 대한 과도 응답에서 부하가 급격히 증가할 때와 감소할 때의 정정 시간은 0.12 sec, 0.2sec이었고, 그 때의 회전속도는 각각 11 rpm, 5.3 rpm이었다. 5. 원격제어조작에 따른 윈치의 토오크 및 회전속도에 대한 추종성능은 정전 구동에 있어서는 0.23 sec, 역전 구동의 경우에 있어서는 0.37 sec 이내로서 비교적 안정된 응답 특성을 나타내었다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 설계한 소형 어선용 자동 권양 윈치 시스템은 인력을 절감하고, 부하의 급속한 변화에 대한 추종 성능이 현용 어로시스템에 비하여 매우 우수하기 때문에 해상에서 어로작업시 과부하에 대한 어구의 손상 방지 및 조업 효율의 향상에 크게 기여할 것으로 판단된다.
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2.
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멸치초망용 챗대의 유압 권양장치를 개발하기 위하여 모형 챗대와 그물을 실물의 1/5크기로 제작하여 챗대를 권양할 때의 장력을 측정하고, 이를 토대로 권양기 3종을 설계 제작하여 그 성능을 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 챗대를 건양하는데 가장 큰 장력이 작용할 때는 챗대 끝이 수면 하 4m에 있을 때이었고, 이 때 챗대줄에 작용하는 장력은 187.5kgf이었다. 2. 멸치초망 어업에 적합한 권양기의 조건은 어탐중 챗대가 움직이지 않아야 하며, 그 방법으로 감속기나 전자브레이크를 장치하는 것보다 시간 경과에 따른 누수량이 적은 것을 사용하는 것이 바람직하였다. 3. 시험에 사용된 권양기 중 최적의 권양기에 있어서 압력차 δP를 130kgf/ cm2으로 고정하였을 때, 권양기에 감겨지는 챗대줄의 권양속도는 2m/sec로서 재래식 방법보다 0.48m/sec 빠르게 나타났으며, 양망당 약 1.6톤의 멸치를 어획할 수 있다. 4. 권양기 2대를 설치함으로써 조업인원 2명을 절감할 수 있었다.
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3.
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한국 연근해에서 조업하고 있는 어선을 효율적으로 관리할 수 있는 어선관제시스템의 구축을 위한 기초 연구로서 제주도 성산포항을 거점으로 하여 조업중인 대형선망어선단의 어로과정의 ARPA 영상을 디지털신호로 변환시켜 분석하고 VTMS를 이용하여 모의실험을 행한 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 대형선망어선단의 어로과정을 분석한 결과 투망소요시간은 16분, 양망소요시간은 35분이었고, 앞잡이 배가 끌어 주는 로프의 길이는 200m, 투망시 선회경은 340.8m, 선회속도는 약 6kts로써 조업 과정을 명확하게 파악할 수 있었다. (2) 실선실험에서 구한 투.양망과정에 유향.유속을 NE, 2kts와 SW, 2kts로 가상하여 시뮬레이션한 결과, 각각 SW, NE 방향으로 편위됨을 알 수가 있었다. 이와 같이 어장환경정보 또는 어업 정보나 조선정보를 관제시스템에 가미함으로써 실제조업과 같은 상황을 예측할 수 있었으며, 클로즈업시킨 화면을 통해 투 양망중 예상되는 상황과 문제점을 검토할 수 있었다. (3) 시뮬레이션에서 사용한 VTMS의 레이더 관제범위는 16mile이었고, 관제범위를 넘었더라도 타관제선으로의 이관이 가능하였다. 또한, 관제선과 집단선단들과의 거리와 방위를 측정하고 분석하면 관제선의 위치선정이 용이함을 알 수 있었다. (4) 조업선들이 어황정보와 안전항행정보를 제공받아 안전하고 효율적인 조업을 행할 수 있는 어선관제 시스템(FVTMS)의 예측모델을 제시하였다. 이와 같이 VTMS용 관제시스템을 이용하여 선단조업어선의 어로과정에 대한 시뮬레이션 한 결과, 근접조업에 따른 잦은 경보와 추적 상실 등 몇가지 기능상의 문제점이 발견되었으므로 어선관제시스템(FVTMS)에 적합한 프로그램이 시급히 개발되어야 할 것으로 사료된다.
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4.
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계획어군심지기를 이용하여 자원량을 추정할 경우 해저검출은 매우 중요한 요소이다. 특히 어군이 해저에 가까이 분포하면 할수록, 해저와 어군을 분리하여 책분하는 것은 자원량의 추정정도의 신뢰도를 좌우하게 한다. 본 연구에서는 종래의 해저검출법을 보완하기 위해, 새로운 해저검출법을 개발하여, 그 유효성에 대하여 고찰하였으며, 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 에코레벨의 최대변화점을 이용하여 해저검출을 행한 경우 고정도로, 나아가 레벨 변동과 무관하여 안정한 해저검출법으로서 유효하다. 2) 전압최대변화율법에 의하면, 해저 오프셋는 해저검출위치로부터 0.45m이내에서 설정가능하고, 펄스파형, 해저지형과 음향 빔 등에 의존하여 결정된다.
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5.
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계량어군탐지기를 이용하여 저서어를 대상으로 에코적분을 행하는 경우, 적분범위의 하한을 결정하기 위해 설정하는 해저기준이나 해저오프셋은, 저서어 자원량추정의 중요한 요인 중의 하나이다. 해저부근의 어군에코의 해석으로부터 해저기준의 결정방법과 최적 오프셋에 관하여 고찰한 결과, 다음과 같은 결과를 보였다. 1) 적분층의 폭을 5m로 하여, 적분범위를 1샘플링씩 해저방향으로 이동하면서, 해저부근의 S§uba5m/의 변화를 본 결과, 해저부근의 어군에코를 적분하기 위해서는, 적분범위의 하한을 가능한 해저까지 접근시켜야 한다. 2) 에코레벨의 역치로서 해저검출을 행한 경우, 역치가 클수록 해저 검출 불능횟수가 증가하고, 작을수록 해저 오검출 횟수가 늘어 났다. 3) 에코레벨의 최대변화점을 해저기준으로 한 해저검출법은, 그 정도가 매우 높았으며, 나아가 에코레벨의 변동에 대해 아주 안정한 해저기준 알고리 즘으로 적합하였다. 4) 이 해저검출 알고리즘에 의하면, 최적해저오프셋은 해저 기준으로부터 0.4ms이내였고, 이것은 펄스파형과 해저지형에 대한 음향빔에 의존한다.
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6.
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저서어의 음향자원조사에 있어서 해저 데드존에 의한 어군량의 추정오차에 관하여 고찰하기 위하여, 북해도 분화만과 동중국해 에 서 행 한 음향자원조사의 에코적분데이터를 이용하여 그 정도를 알아보았다. 그리고 해저상의 에코파형의 형상으로부터, 어군분포 패턴을 고려하여 데드존 내에 어군이 존재할 경우 그 에코파형을 발산형, 평행형, 수렴형으로 정의한 데드존 보정법을 제안하고 이를 이용한 보정을 행하였다. 북해도 분화만 내에 회유하는 명태어군을 대상으로 데이터를 재평가한 결과 해저 직상의 1∼2m내의 SV가 2∼3dB, 자원량으로 약 2배 증가하였으며, 동중국해의 경우에 있어서는 해저 직상 1∼2m에 어군이 집중되어 분포하고 있는 경우 SV가 최대 17dB까지 증가하였으며, 이는 자원량으로 약 50배 증가한 것 과 같았다. 끝으로, 계량어군탐지기를 이용하여 저서어의 자원량을 추정할 경우에는 해저기준의 최적화와 정확한 해저기준을 이용한 적분구간 오프셋 설정의 최소화를 달성한 후에 해저의 에코에 마스크되어 있는 어군의 에코를 어떠한 방법을 통하여 보정하여, 지금까지 기술적 곤란으로 제약을 점차 줄여 나감으로서 저서어를 대상으로 한 음향자원 조사 방법이 좀 더 고도화하여, 실용화할 수 있도록 노력해야 할 것으로 생각된다.
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7.
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완도연안의 비단가리비 개체군을 대상으로 자원생태학적 특성을 규명하기 위해 1998년 11월부터 1999년 10월까지 서식환경 및 밀도조사를 하였고, 패각에 나타난 윤문을 이용하여 연령과 성장을 구명하고, 생식소 난성숙비, 숙도지수의 변화, 포란수 측정 등으로부터 성숙과 산란에 대하여 조사하였다. 1. 수온 및 비중의 범위는 7.6∼25.9℃, 1.0188∼l.0260였고 DO와 pH는 각각 6.48∼9.50ppm, 8.17∼8.80의 범위였다. 2. 저질상태에 따른 서식밀도는 암반과 자갈에서 28.83 마리/100㎡의 가장 높은 서식밀도를 보였고, 전체의 82,4%가 서식하였다. 3. 각장 (SL)과 각고 (SH)와의 관계는 SH=1.021SL+2.211 (R2= 0.989), 각장과 전중량(TW)의 관계는 TW=0.0003SL2.837 (R2= 0.980)였다. 4. von Bertalanffy 성장식의 매개변수 추정치를 보면 이론적 최대각고(SH∞)는 117.4mm, 성장계수 (K)는 0.612/yr, 각고가 0일 때의 이론적인 연령 (t0)는 -0.017세였다. 5. 50% 군성숙연령은 0.21세로 이 때의 군성숙 각고는 18.3mm였다. 산란기는 6∼7월과 10월 연 2회 추정되었으며, 포란수 (Fc)에 대한 각장 (SL) 및 생식소중량 (GW)의 관계는 Fc = 697.03SL2.683 (R2= 0.984), Fc =10,076,090GW + 15,608,781 (R2= 0.990)로 나타났다.
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8.
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지금까지의 한국 연근해산 참조기의 연령사정은 전부가 비늘에 의한 것이었다. 본 연구에서는 최초로 참조기의 이석을 연령형질로 사용하여 가장 적절한 연령사정 방법을 모색해 보았다. 참조기의 이석은 외관상으로는 윤문이 보이지 않으므로 얇게 절단하여 판독하는 방법(thin section method)이 적절하며, 성장 초점을 기준으로 가로, 세로, 대각선 세 방향으로 얇게 절단하여 윤문이 가장 선명하게 나타나는 방향을 알아본 결과 세로 방향으로 절단했을 경우가 윤문의 판독이 가장 용이하였다. 체장-체중 관계식과 성장식의 추정에서는 지금까지의 성장에 관한 연구에서는 고려되지 않았던 오차구조를 밝혀 매개변수의 추정에 정확성을 기하였다. 체장-체중 관계에서는 체장이 증가함에 따라 오차도 증가하는 곱의 오차구조를 가지며 관계식은 W=0.0049L3.2153으로 나타났다. 성장식에서는 오차가 연령이 증가함에 따라 일정한 합의 오차구조를 가지며 비선형 회귀분석에 의한 von Bertalanffy 성장식은 Lt=37.11(1-e-0.20(t+1.88))로 나타났다.
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9.
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This paper is to study population ecological characteristics, including growth parameters, survival rate, instantaneous coefficients of natural and fishing mortalities, and age at first capture of the soft-shelled clam, Mya japonioa in the intertidal zone of South Sea in Korea. For describing growth of the clam a von Bertalanffy growth model was adopted, The von Bertalanffy growth curve had an additive error structure and the growth parameters estimated from a non-linear regression were SH<SUB>∞</SUB>=79.83mm, K=0.26, and t<SUB>0</SUB>= -0.01. Survival rate (S) of the soft-shelled clam was 0.26 (SD=0.02). The instantaneous coefficients of natural mortality (M) was estimated to be 0.78/year and fishing mortality (F) 0.57/year for the soft-shelled clam. The age at first capture (t<SUB>c</SUB>) was estimated as 2.69 year. The mean densities of the soft-shelled clam by bottom type were 3.40 inds./m²(SE=0.18) in the sand, 63.4 inds./m²(SE= 0.53) in the muddy sand, and 0 inds./m2 (SE=0) in the gravelly sand. The mean densities of the soft-shelled clam by 3 different areas were 4.88 inds./m²(SE=0.09), 2.61 inds./m²(SE=0.13), 7.20 inds./m²(SE=0.18), respectively and the biomass of the clam were estimated as 131mt, 121mt, 665mt, respectively. An yield-per-recruit analysis showed that the current yield-per-recruit of about 8.30g with F=0.57/year and the age at first capture (t<SUB>c</SUB>) 2.69 year, was lower than the maximum possible yield-per-recruit of 9.60g. Fixing to at the current level and increased fishing intensity (F) could produce an increase in the predicted yield-per-recruit from 8.30g to about 9.40. However, estimated yield-per-recruit increased to 1.30g by decreasing to from the current age (2.69 year) to age two with F fixed at the current level. Yield-per-recruit was estimated under harvest strategies based on F<SUB>max</SUB> and F<SUB>0.1</SUB>.
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10.
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199년경 한국 남해안 어선의 특징은 독창적이고 견고하여 한반도 주변의 해양조건에 적합하고 우리 선조들의 훌륭한 조선기술을 확인할 수 있었으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 본 연구에 사용한 시험대상 어선은 고대 어선에 비하여 비교적 세형으로서 1900년경의 선형이 개량되었음을 알 수 있었다. (2) 용골은 각형단면인 방형용골(bar keel)로 되어 있으며, 선수부는 방형선수재의 구조로서 예리한 pointed stem을 이루고 있다. (3) 외판은 턱붙이 클링커 이음방법으로 접합되어 있었다. (4) 권형망어선의 L/B, L/D, B/D의 값이 자망어선의 값에 비하여 크게 나타났다. (5) 복원성은 두 선박이 양호한 편이며 권형망어선이 자망어선에 비해서 더 우수한 것으로 나타났다.
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11.
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In order to investigate the effectiveness of methanol, which has high latent heat of evaporation and oxygen contents, for DI diesel engine performance and exhaust emission, the methanol was injected at the suction port of DI diesel engine. The injector used for test was conventional gasoline engine injector and controlled the quantity of methanol per cycle by the power supply controller which designed specially for injector. The results shown that the maximum pressure point was delayed, the value of maximum pressure was decreased, and the concentrations of both NOx and Soot were decreased, as the methanol injection quantity increased, and also the thermal efficiency of engine injected methanol under the high load condition was similar to no methanol injection but under the medium load condition was decreased within the experimental conditions.
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12.
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본 논문에서는 BLDC 서보모터의 속도 제어성 향상을 위해 속도제어계에 2자유도 적분형 최적 제어법을 적용하고 그 결과를 기존의 PI제어계 및 2자유도 PI제어계와 비교하였다. 2자유도 적분형 최적제어법은 PI제어법이 갖는 지령치 추종특성과 외란 억제특성간의 트레이드오프 문제를 해결하고, 제어계의 최적성을 확보하고자 도입되어졌으며, 시뮬레이션과 실험을 통해 그 유효성을 고찰하였다. 시뮬레이션을 통해 얻은 결과는 다음과 같다. (1) 2자유도 적분형 최적제어계는 PI제어계에 비해 양호한 지령치 추종성과 외란 및 모델링 오차제거 특성을 보였다. (2) 2자유도 적분형 최적제어계는 제어파라미터인 하중행렬 Q, R 및 W에 대한 제약요건이 없을 경우, 모터의 정격조건 하에서 이들을 적절히 설정함으로써 2자유도 PI제어계보다도 양호한 지령치 추종성과 외란 및 모델링 오차 제거 특성을 얻을 수 있다. (3) 2자유도 적분형 최적제어계는 인가전압 및 전류의 크기를 2자유도 PI제어계의 그것과 동일하게 제약할 경우 2자유도 PI제어계에 비해 지령치 추종에 관한 정정시간 외에는 그다지 우수한 성능을 보이지 않았다. 또한, 실험을 통해 고찰한 PI 및 2자유도 PI제어계의 속도추종성능은 시뮬레이션 결과와 거의 동일하였다. 2자유도 적분형 최적제어계에 대한 실험결과는 논문에 나타내지 못하였으나, PI및 2자유도 PI제어계의 실험결과에서 알 수 있듯이 2자유도 적분형 최적제어계도 시뮬레이션 결과와 같은 경향을 보일 것으로 사료된다. 따라서, 본 논문에서 검토된 방법은 기존의 PI 제어계가 갖는 지령치 추종과 외란억제의 트레이드오프 문제를 상당부분 해결 가능할 것으로 보인다. 또한, 일정의 부하외란 및 모델링 오차내에서는 2자유도 PI제어계 보다 나은 제어성능을 보여 BLDC 모터의 속도 제어성 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대가 된다. 향후, 2자유도 적분형 최적제어계의 실험결과를 통한 엄밀한 제어성능검증과 스텝외란 외의 주기성 외란 인가시 2자유도 적분형 최적제어계의 외란제거 방안 등이 검토되어야 할 것으로 사료된다.
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