DESIGN AND TEST OF TRIPLE TOPLESS SHRIMP TRAWL BY NUMERICAL ANALYSIS AND MODEL EXPERIMENTS

Abstract

저층의 새우를 목표 어종으로 하는 효율적인 새우트롤을 개발하기 위해서 저층 새우트롤 어구를 어구설계 및 시뮬레이션 소프트웨어(SimuTrawl)로 분석하였고, 시뮬레이션의 정확성을 검증하기 위해서 Tauti의 모형실험 법칙에 따라 시뮬레이션에 사용한 저층 트롤 그물을 1/20의 크기로 축소한 모형어구를 제작하여 부경대학교의 회류수조에서 실험하였다. 비교 결과 수치 시뮬레이션은 모형실험 결과와 모든 유속의 범위에서 유사하게 나와서 시뮬레이션 기법으로도 어구의 설계와 성능 분석이 가능한 것으로 판단되었다. 새우트롤의 선택성을 높이고, 저항을 줄이기 위해서 천장망을 22.5% 제거한 트롤과 원래의 트롤의 저항을 비교한 결과, 천장망 제거 트롤은 기존 트롤에 비해 유속 1㎧, 1.25㎧, 1.5㎧에서 각각 27%, 19%, 9%의 저항 감소를 보였다. 천장망이 있는 기존의 트롤과 천장망 제거 트롤의 수치 시뮬레이션에서 저항은 아주 근접한 범위 내에 있었으나, 천장망이 있는 트롤의 저항이 예망속도 1㎧, 1.25㎧, 1.5㎧에서 각각 6%, 5%, 2%정도 더 크게 나타났다. 새우트롤은 망고보다는 소해 면적의 중요하다는 경험적인 지식과 본 연구의 수치 뮬레이션 및 모형실험의 결과를 바탕으로 3틀 천장망 제거 트롤(Triple topless trawl)을 설계하여 , 천장망이 있는 2틀 트롤(Twin trawl) 및 1틀 트롤(Single trawl)과 수치 시뮬레이션을 통하여 소해면적을 비교하였다. 수치 시뮬레이션에서 사용한 3틀 천장망 제거 트롤은 2틀 트롤과 1틀 트롤과 동일한 망지 면적을 가진다. 수치 시뮬레이션에서 3틀 천장망 제거 트롤은 모든 예망 속도에서 2틀 트롤에 비해 망폭이 15~20% 더 넓게 나타났다. 유속 1㎧에서 3틀 트롤의 소해면적은 2틀 트롤에 비해 25%, 1틀 트롤에 비해 36% 증가하였다. 유속이 증가함에 따라 소해면적의 차이는 감소하였다. 3틀 천장망 제거 트롤은 더 넓은 수평적 확산이라는 목표를 달성했다. 3틀 천장망 제거 새우트롤은 혼획을 최소화하고 트롤의 성능을 극대화하는데 도움이 되기를 기대한다.

A traditional bottom trawl was simulated with Marine Production System Laboratory (MPSL) simulation software while its 1:20 scaled model was tested based on Tauti’s law in the flume tank at Pukyong National University. The top panel in the model (square and first belly) which represents 22.5% of the total twine area was removed, and the topless model re-tested in the flume tank. The measured drag of the covered trawl was higher than the topless by 27%, 19% and 9% at the converted speed of 1.0, 1.25, and 1.5 m/s respectively. The simulated drags of the covered and the topless trawl models showed a very close range, but the covered trawl drag was higher by 6%, 5% and 2% at towing speed of 1.0, 1.25, and 1.5 m/s respectively. From the results, a triple topless trawl, a covered twin trawl, and a single trawl were designed and simulated. The simulated triple topless trawl was compared with twin and single trawl with the same total twine area. The simulated triple trawl wing end opening was 15% to 20% wider than the twin trawl at all the towing speeds. The triple trawl swept volume was 25% more than the twin trawl, and 36% more than single trawl at 1.0 m/s. As the speed increases, the differences in the swept volume reduce. The triple topless trawl met the goal of wider horizontal spread. We expect the triple topless shrimp trawl will assist to minimize bycatch, and optimize trawling power.