Flow Characteristics of Artificial Reef Sets in Three-Dimensional Placements

Abstract

인공어초 주변에서 발생하는 후류역과 용승역은 인공어초단지를 조성할 때 핵심적인 요소이다. 본 논문에서는 6가지 단위어초(AR-set) 배치모델을 제안하고, 각 모델에서 발생하는 후류역과 용승역을 요소기반 유한체적법을 이용하여 정량화 및 비교하였다. 단위어초는 Hexa, Rect, Pyra, Tri, Tetra, Penta 6가지 형태로 공용적은 모두 800m3(단위어초의 최소시설규모)이다. 해석결과로부터, Tetra와 Hexa의 후류체적이 6가지 배치모델 중 최대이며 각각 185.5, 140.0m3이다. 반면에 Tetra와 Rect의 용승체적이 6가지 배치모델 중 최대이며 각각 2112.3, 1969.5m3이다. 또한 배치모델의 수직방향 기준, 후류역의 분포를 고려했을 때 4가지 배치모델(Tri, Tetra, Penta, Pyra)의 해저면에서 넓게 후류역이 분포한다. 반면에 Hexa와 Rect 배치모델의 경우, 수직방향으로 비교적 일정하게 후류역이 분포한다. 용승역 분포에 대해서는 Tetra와 Penta 배치모델의 상부에서 용승역 발달이 우수하다. 따라서 인공어초 주변에 위집하는 어류를 행동습성에 따라 Type A, Type B, Type C로 구분했을 때, Tri, Tetra, Penta, Pyra 배치모델은 Type A 어종를 끌어들이기에 유리하다. Hexa와 Rect 배치모델의 경우에는 Type B 어종을, Tetra와 Penta 배치모델은 Type C 어종에 유리하다. 마지막으로 지반침하로 인한 공용적 손실이 20% 가량 발생했을 때, 후류역과 용승역 최대 손실은 각각 63, 31%이며, 지반침하로 인한 공용적 손실은 용승역 보다 후류역에 큰 영향을 끼친다.