For the optimal design of a shrimp pot to control the catch size and to reduce catch the small size shrimp, tank experiments were carried out to study the pot stability under water. Tank experiments were carried out to measure the drag with 4 kinds of model pots that have 50% selection on the individual of 25mm carapace length. The drag of each pot was measured every 10 times with changing the current speeds from 0.1m/s to 0.7m/s in 0.1m/s intervals and the pot attack angle from 0˚ to 90˚ in 15˚ interval in a flume tank. The relation between the current speed and drag was presented. The stability of pot was estimated using the drag data and the friction data of Kim et al. (2008b). The results showed that, the drag was shown lower as small as the projected area of pot depending on the current speeds and angles. The model pots were showed to slide on the seabed in case of rock at the current speeds 0.35-0.38m/s and the possibility of turn over at the current speeds 0.77-0.89m/s. In conclusion, the stability of a shrimp pot showed more stable as the pot of the lower the height and the smaller projected area on current.

저자는 기존의 연구에서 대용량-비선형성을 가지는 유체의 최적화를 수행하기 위해 몇 가지 강력한 방법들을 제시한 바 있다. 즉, 최적화 과정에서 수렴성을 높이기 위해 step by step기법을 사용하였고, 또한 수렴속도를 높이기 위하여 최적화이터레이션 과정에서 얻어지는 민감도정보를 이용하여 시스템 평형방정식의 해석을 위한 좋은 초기치를 제공하는 방법과, 평형방정식을 구속조건으로 사용하는 동시기법(simultaneous technique)에서 착안하여 해석과 최적화 수렴 판정치를 조작하는 방법을 제시한 바 있다. 그러나 그들 기법은 기본적으로 유사뉴턴법에 기본을 두고 있다. 현재까지 최적화에서 SQP기법을 사용할 때는 정확한 헤시안 매트릭스의 유도가 매우 까다롭고 힘들기 때문에 유사뉴턴법을 사용하고 있는 실정이다. 그러나 3차원 문제와 같이 더욱 큰 용량의 문제를 위해서는 진정한 의미에서의 뉴턴법, 트루 뉴턴법(true Newton method)을 사용할 필요가 있다. 본 연구에서는 트루 뉴턴법을 사용하기 위해 헤시안 매트릭스의 정확치를 얻는 과정을 유도하고 이를 기본으로 트루 뉴턴법을 이용한 최적화 루틴을 만들었다. 그리고 이를 3차원 문제에 적용하여 그 효과를 검증하였다.

본 연구의 최종 목적은 유체가 빠른 속도로 가해지는 물체의 경계면에서 흡입(suction) 혹은 방출(injection)을 통해 유체를 제어함으로 드래그(drag)를 감소하고자 하는 것이다. 그러나 유체는 대용량, 비선형성을 가지고 있어서 직접적인 해석은 물론, 최적화를 적용한다는 것은 매우 어려운 일이다. 이를 위해 우리는 새로운 알고리즘과 기법들을 개발하였다. 본 연구에서는 이 기법들에 대한 검증을 하고, 나아가 최적화 기법을 사용하여 드래그를 감소하기 위해 흡입량과 방출량을 구하였다. 그리고 이 흡입과 방출을 가할 수 있는 구멍의 수와 위치에 따른 변화를 알아보았다. 본 연구에서 개발된 알고리즘과 기법들을 사용하였을 경우, 기존에는 해결 할 수도 없었던 문제를 가능하게 만들었으며, 기존에 저자가 1차로 개발한 바 있는 방법에 비해서도 더욱 효과적이라는 것을 입증하였다. 그리고 드래그 감소라는 차원에서 본다면 흡입과 방출을 가할 수 있는 구멍의 숫자가 많을수록 효과가 높으나 그다지 많은 수를 필요로 하지 않는다는 것을 알게 되었으며, 구멍의 위치는 유체의 경계층이 분리되는 약간 아래가 가장 최적의 위치라는 것을 알게 되었다.

바람에 저항하는 초고층 건물, 비행기나 자동차, 물에 저항하는 선박 등은 동일한 거동을 보여준다. 즉, 유속이 빨라 질경우, 건물 혹은 비행기, 자동차, 선박 뒤편에는 마이너스 압력과 와류가 발생하게 되는데 이로 인해 건물에서는 변위가 크게 발생하게 되고, 비행기나 자동차, 선박 등에서는 속력이 저하된다. 본 연구에서는 흡입과 방출이라는 기법을 이용하여 유체의 흐름을 우리가 원하는대로 적극적으로 제어하고자 한다. 그렇게 할 수만 있다면 초고층 건물에서의 변위를 대폭 줄일 수 있을 것이고, 자동차나 비행기 선박 등은 더 빠른 속도로 달릴 수 있을 것이다. 그렇다면 문제는 유체를 제어하기 위한 최적의 흡입 혹은 방출량을 구하는 것이고, 이 최적의 양들을 어떤 방법으로 구하는 것이냐 하는 것이다. 본 연구는 최적화 기법을 사용하여 Navier-Stokes 유체를 받는 물체의 표면에서 최적의 흡입, 그리고 방출량을 결정하려는 시도에서 출발하였다. 그러나 이 문제는 큰 Reynols Number 상태에서는 높은 비선형성으로 인하여 직접 한번에 Navier-Stokes 유체의 해석조차 불가능하였고, 더군다나 너무나 많은 변수로 인하여 기존의 방법으로는 최적화는 도저히 불가능 하였다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위한 최적화 알고리즘을 제안하고, 또한 수렴속도도 대폭 증가시키기 위한 매우 효율적인 몇 가지 방법들을 제안하였다.

본 연구에서는 동해구트롤선(750ps)을 대상으로 현용어구에 대한 모형망을 제작하여 발줄과 저질의 종류에 따른 어구의 저항특성을 구하고자하여, 수중무게 5.4g인 체인형, 와이어형, 기본형의 발줄 3종류의 발줄에 대하여 실제 예망속도인 2.0~2.5knots의 범위에 해당되는 실험예망속도 0.4m/s일 때의 저항을 실험.분석하였으며, 나아가 체인형 발줄에 대해서는 발줄무게에 따른 저항의 변화를, 와이어형 발줄에 대해서는 발줄의 굵기에 따른 저항의 변화를 실험 .분석하였다. 한편, 예망속도에 따른 발줄의 종류별 저항특성을 구하고자 수중무게가 5.4g인 체인형, 와이어형, 기본형의 3종류의 발줄에 대하여 예망속도를 0.1m/s 0.2m/s 0.3m/s 0.4m/s 변화시키면서 저항을 측정하고, 어구에 대한 발줄 저항비 및 저항계수를 각각 구하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 어구저항은 저질이 모래와 펄 모두에서 체인형이 가장 크고, 기본형, 와이어형 순으로 작게 나타났다. 2. 저질의 종류에 따른 저항은 모래에서는 체인형이 가장 크고, 와이어형, 기본형 발줄의 순으로 작았으며, 필에서는 체인형이 가장 크고, 기본형, 와이어형순으로 작게 나타났다. 3. 발줄의 무게에 따른 저항은 거의 직선형으로 증가하고 있으며 저질이 펄인 경우, 체인형 발줄의 무게가 5.4g 10g 20g 일 때 저항은 각각 36g 45g 65g으로 줄의 무게가 20g일 때가 10g일 때 보다 약 44% 더 컸으며, 모래의 경우에는 각각 38g 51g 74g으로 발줄의 무게가 20g일 때가 109일 때보다 약 45%로 컸다. 4.발줄의 굵기에 따른 저항은 예망 속도가 0.4m/s에서 와이어형의 굵기가 ø 65mm 기준으로 2, 3, 4, 5배로 증가함에 따라 저항은 23g, 25g, 32g, 42g으로 각각 증가하였다. 5. 예망속도의 증가에 따른 발줄의 종류별 저항은 직선에 가까운 지수 함수적으로 증가하였고, 저질이 펄인 경우, 체인형이 가장 크며 다음으로 기본형, 와이어형 순으로 작게 나타났다. 6. 어구저항에 대한 발줄 저항의 비는 필에서 체 인형이 가장 크고, 기본형, 와이어형 순으로 나타났으며, 모래에서는 체인형이 가장 높았고, 와이어형, 기본형의 순으로 작게 나타났다. 7. 저항계수는 펄에서는 체인형 발줄이 약 10.0~55.7, 와이어형은 약 3.0~l6.0, 기본형은 약 1.5~8.5이며, 모래에서는 체인형 발줄이 약 10.0~60.0, 와이어형은 약 3.0~l4.0, 기본형은 약 1.2~6.0이었다. 그리고, 전체적으로 절과 모래 모두에서 저항계수가 체인형이 다른 두 종류의 발줄에 비해 상대적으로 가장 크고, 와이어형, 기본형의 순으로 작게 나타났다.

본 연구에서는 회전 원판 장치에 고분자-계면활성제의 혼합체를 첨가제로 사용하여 난류 유동장에서의 마찰저항 감소효과에 대해서 조사 연구하였다. 세가지의 분자량이 다른 PAA를 마찰저항 감소효과에 영향을 줄 수 있는 여러 인자들에 대헤서 살펴 보았다. 특히 이 연구에서는 이온성 고분자와 계면활성제의복합체가 마찰저항 감소현상에 어떠한 영향을 미치는 지에 대해서 연구하였다. 계면활성제와 고분자첨가제 사이의 형태학적 차이점에 특별한 관심을 가지고 실험을 하였으며 이온성 고분자의 pH에 대한 영향에 대해서도 조사하였다. 고분자와 계면활성제간의 복합체는 거대한 전해질과 같은 거동을 보이며 계면활성제가 고분자의 형태를 변화시켜 고분자의 크기를 확대시킨다. 따라서 이러한 복합체는 단일 고분자계와 비교해서 수력학적부피, 관성반경, 점도등의 값이 크게 나타나며 이렇게 팽창된 고분자는 난류 유동장에서의 마찰저항 감소효율을 증가시킨다.

3차원 二重 摸型이 粘性 流體中을 운동할 때 발생하는 점성 摩擦力을 感少시키기 위하여 船體 표면에 流線 방향으로 V-홈(Riblet)의 띠를 그 표면에 부착하였다고 가정하여 점성 마찰력 감소에 관하여 難流 境界層의 特性을 계산하는 수정된 방법을 구하고 그 계산을 위한 프로그램을 작성하였다. 계산 방법으로서는 Hess & Smith의 방법에 의하여 포텐시얼 유동을 계산하고 그것으로부터 구한 유속 값들을 Momentum 적분 방정식에 이용하였다. 補助 방정식으로서는 Head의 식과 점성 마찰력에 관한 Clauser의 식을 사용하였다. 그리고 Riblet의 효과로서는 Gaudet의 실험식을 이용하였다. 그 계산 결과 선체 전표면에 유선의 방향으로 Riblets를 付着하였다고 가정하였을 경우 상당한 점성 마찰력 減少效果를 나타냈으며 Riblet를 선체 전체길이 4등분하여 각각의 표면에 부착시켰을 때도 현저한 점성 마찰력 감소 효과를 나타냈으며 특히 선수 부분의 25% 표면에 부착되었을 때가 다른 영역에 부착하였다고 가정하였을 경우보다도 가장 優秀한 效果를 나타내었다.

This paper presents a new concept to reduce turbulent frictional drag by injecting micro-bubble into near the buffer layer of turbulent boundary layer on flat plate. The concentrations of micro bubble distribution in the boundary was calculater by eddy viscosity equations in the governing equations. When near region of the buffer layer of turbulent boundary layer is filled with micro-bulle of air and viscous of the region is kept low, the velocity profile in the near region should be changed substantially. Then the Reynolds stress in the region becomes less, which guide to lower velocity gradient there. It results in reduction of velocity gradient at the viscous sublayer, which gives the reduction of shear stress at the wall.

1970~1988년의 19개년간 한국 남해안에서 어획된 멸치의 어황조사 자료와 해황조사 자료를 토대로 멸치 기선권현망의 어장형성과 어황변동에 관하여 분석하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 멸치 기선권현망어업의 어획량은 1970년에 21, 000M/T에 불과하였으나 그 후 크게 증가하여 최근에는 10만 M/T 내외의 어획량을 나타내고 있으며, 주대상어종은 멸치로서 이 한 종이 전체 어획물의 98% 이상을 차지하고 있다. 2. 멸치 기선권현망어업의 어기는 1월~3월, 7월~12월까지이며, 이 중 성어기는 7월~12월(최성어기: 8월)이고 한어기는 1~3월로 나타났으며, 어장은 여수해협으로부터 남해연안을 거쳐 방어진 사이의 해역에서 형성되나 계절별로 다소의 변동을 하고 있다. 3. 멸치의 춘계(4~6월) 산란군의 어획량(X)과 추계(7~12월) 어획량(Y)과의 사이에는 Y=62,246+1.30X, r=0.63의 관계식으로 나타나므로서 멸치의 춘계 산란군의 양과 추계 멸치 기선권현망의 어황사이에는 정의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 4. 멸치 기선권현망어업의 어황 풍.흉은 해양구조와도 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났는데, 멸치의 중심 어장인 남해 중동부 해역과 동해남부 및 남해서부해역의 수온이 심한 차이를 보이므로서(수온표준화지수 FI는 남해 중동부 해역이 -50~-150) 수괴의 분리 현상이 나타나거나 수온전선이 연안측 가까이에서 형성될 때 해황이 좋은 것으로 나타났으며, 또 최성어기인 8월에는 수온약층이 20~22℃의 수온대를 중심으로 10m에서부터 20m 이내의 수층에 조밀하게 형성 될 때 좋은 어장이 형성되는 것으로 나타났다. 한편 불황을 보인 해에는 남해 중동부 해역에서 현저한 저수온(FI=-50~-150)을 보이거나 해역간의 수온 분포가 동질적이어서 수괴의 분리현상이 나타나지 않았으며, 또 8월의 수온약층도 30m보다 깊은 수층에서 나타났다.

As a primary step in studying the effects of the netting porosity on the net-shape in the four-seam trawling net, a series of experiments were performed changing the porosity of each panel, with the simplified mo:iel of the bag net made of porous vinyl film and that ma:ie of net webbing. These models were suspended horizontally in circularly flowing water, with two pairs of susp~nding threais to four points of symetry at the border of the bag mouth in place of both wing nets. And then, the section shape of the bag mouth photographed and the tensions on both pairs of suspending threads were measured with two load cells in circularly flowing water. From the results, the auther estimated an experimental equation from the relationship between the porosity of each panel in the bag net and the section shape of the bag mouth, h/w=k (l-Pr_u/lPr_s)<r, where h is the central height of the bag mouth, w is the lateral width of that, Pr-u and Pr-s indicate the porosity of the upper panel and that of the side panel individually.

산지하천 하상에서 흔히 발견되는 호박돌에 작용하는 항력은 하천의 거동과 반응을 예측하는 데 있어서 중요하나 이를 위한 항력계수 연구는 미 흡한 실정이다. 본 연구는 호박돌의 항력 실험을 통해서 호박돌 형상과 항력계수의 관계를 분석하였다. 호박돌의 장축과 단축이 흐름방향을 따를 때 항력계수에 미치는 형상계수의 영향을 분석하였다. 항력계수는 장축보다 단축에서 더 크며 호박돌의 등가직경 Reynolds 수가 증가하면 감소하 였다. 항력계수와 등가직경 Reynolds 수의 관계에서 결정계수는 단축보다 장축에서 더 크다. 이는 호박돌 형상의 불규칙성에 따른 항력이 축에 따 라 변화하기 때문인 것으로 판단된다. 항력분포 변화는 호박돌의 교호진동을 초래하였다. 그 진폭은  가 약 12,000에서 급격히 증가하였으며 장축보다 단축에서 더 큰 것으로 나타났다.

최근 고유가와 환율변동 등 어려운 시장상황 속에서 해운선사는 선박의 대형화와 고속화를 요구하고 있다. 선사들은 선박의 운용 유지비 절감을 우선적으로 요구하고 있으며, 이에 조선소에서는 기술경쟁력 유지를 위한 방안으로 속도성능 향상에 중점을 두고 지속적으로 노력 하고 있다. 본 논문에서는 에너지 절약형 선형개발에 중점을 두고 유동제어 띠를 사용한 선박의 저항성능 향상에 관하여 소개한다. 본 연구는 혹등고래(Humpback Whale)의 배 주위에 있는 기다란 줄 무늬 형상을 응용하여 선체표면에 “오목하고 길게 팬 줄 형상 또는 볼록하 고 기다란 줄 형상”(이하, 유동제어 띠라고 함)을 단일로 적용하였다. 현재, 제안된 형상은 특허출원이 되어 있다. 이 형상은 선체표면의 압력 분포 변화와 압력강하 현상 등을 효과적으로 제어하는 역할을 한다. 실선 적용 시 장점은 블록조립이 완성된 후에 선체표면에 부가물을 부착 하는 종래기술과 비교하여 볼 때 블록제작 단계에서 단면형상을 반영할 수 있다는 점에서 비용을 절약할 수 있다고 판단된다.

Research results for the pressure drop variance depending on operation conditions such as change of inlet concentration, pulse interval, and face velocity, etc., in a pulse air jet-type bag filter show that while at 3kg/cm2 whose pulse pressure is low, it is good to make an pulse interval longer in order to form the first layer, it may not be applicable to industry because of a rapid increase in pressure. In addition, the change of inlet concentration contributes more to the increase of pressure drop than the pulse interval does. In order to reduce operation costs by minimizing filter drag of a filter bag at pulse pressure 5kg/cm2, the dust concentration should be minimized, and when the inlet dust loading is a lower concentration, the pulse interval in the operation should be less than 70 sec, but when inlet dust loading is a higher concentration, the pulse interval should be below 30 sec. In particular, in the case that inlet dust loading is a higher concentration, a high-pressure distribution is observed regardless of pulse pressure. This is because dust is accumulated continuously in the filter bag and makes it thicker as filtration time increases, and thus the pulse interval should be set to below 30 sec. If the equipment is operated at 1m/min of face velocity, while pressure drop is low, the bag filter becomes larger and thus, its economics are very low due to a large initial investment. Therefore, a face velocity of around 1.5 m/min is considered to be the optimal operation condition. At 1.5 m/min considered to be the most economical face velocity, if the pulse interval increases, since the amount of variation in filter drag is large, depending on the amount of inlet dust loading, the operation may be possible at a lower concentration when the pulse interval is 70 sec. However, for a higher concentration, either face velocity or pulse interval should be reduced.