• 제목/요약/키워드: 천이 유동

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난류 흐름의 RANS 수치모의를 위한 벽함수 성능 평가 (An evaluation of wall functions for RANS computation of turbulent flows)

  • 유동근;백중철
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제53권1호
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    • pp.1-13
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    • 2020
  • 높은 레이놀즈수를 갖는 공학적인 흐름을 예측하는 가장 일반적인 방법은 여전히 벽함수를 이용하는 난류모형에 근거한 RANS 수치모의이다. 최근 벽근처의 점성영역 관계식과 벽에서 떨어진 대수영역 관계식을 혼합하여 개발된 일반화된 벽함수들은 두 영역사이의 난류량과 유속이 부드럽게 천이하도록 한다. 이 연구는 난류운동에너지(TKE), 에너지 소산율, 비소산율, 와점성에 대해서 적용 가능한 벽함수들을 조합하여 일련을 수치 모의를 수행하여 널리 이용되고 있는 난류모형들의 성능과 수렴 특성을 분석하였다. 이 연구 결과는 RNG k-𝜖 모형의 경우 첫번째 계산격자가 완충층에 놓이게 될 때는 반복 계산시 작은 허용오차를 이용하여 주의 깊게 적용을 하여야 안정된 해를 구할 수 있음을 보여준다. 표준 k-𝜖과 RNG k-𝜖 모형은 TKE와 와점성에 대해서 적용 가능한 벽함수들 중 어느 것을 선택하여 적용하더라도 수치모의 결과가 민감하게 반응하지 않는 것으로 나타났다. 한편, k-ω SST 모형의 경우 TKE에 대해서는 kL-벽함수 그리고 와점성에 대해서는 nutUB-벽함수를 이용하여야 정확하고 안정된 경계 조건 설정을 보장할 수 있다. 레이놀즈수 155,000조건에서 적용한 후방계산흐름 수치모의 결과 격자 해상도에 상관없이 약 13% 정도 재부착 거리를 과소평가하는 모형을 제외하고 나머지 적용한 난류모형들 모두 적절히 세밀한 해상도의 격자에서 양호하게 재부착거리를 잘 예측하는 것으로 나타났다.

강변여과수 취수를 위한 충적우물에서 필터층이 수위강하특성, 투수성, 적정양수량 및 우물효율에 미치는 영향에 대한 현장실증 연구 (A Field Verification Study on the Effect of Filter Layers on Groundwater Level Drop Characteristics, Permeability, Optimum Yield and Well Efficiency in the Unconfined Aquifer Well for Riverbank Filtration Intake)

  • 송재용;이상무;강병천;이근춘;정교철
    • 지질공학
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    • 제29권4호
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    • pp.509-529
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    • 2019
  • 본 연구는 강변여과수 취수를 위한 충적우물에서의 필터재의 역할과 이중필터 취수정의 적용성 및 개선효과를 평가할 목적으로 수행하였다. 토층으로 이루어진 하천변의 자유면대수층에서 필터 조건을 달리 하여 실규모의 이중필터 취수정과 단일필터 취수정을 각각 설치하고 설치된 우물에서 대수성 시험을 실시하여 필터재 조건에 따른 수위강하특성, 투수특성, 적정 양수량 및 우물 효율을 평가하였다. 결과적으로, 이중필터층을 형성시켜 주는 것은 대수층과 필터층의 경계부에서 지하수 유동의 완충작용을 하여 유입되는 지하수의 급격한 속도변화를 최소화하는 효과를 나타내는 것으로 추정된다. 이는 난류 발생을 최대한 억제하여 보다 넓은 범위의 지하수를 효과적으로 취수정 내부로 유입시키는 역할을 하고 이로 인하여 취수량이 단일필터 취수정에 비해 높음에도 불구하고 주변 지하수위의 변화를 줄일 수 있는 것으로 보인다. 또한, 이중필터의 설치만으로도 기존 시스템(단일필터 취수정) 대비 투수성, 적정 양수량, 우물 효율이 개선됨을 시험을 통해 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 앞서 수행한 다양한 연구와 종합하여 충적대수층에서의 이중필터 취수정 우물의 설계 및 시공에 대한 표준화된 기준을 마련하는데 활용할 계획이다. 또한, 강변여과수에 주로 적용되고 있는 단일 필터 취수정 및 방사상집수정과 대비하여 이중필터 취수정 적용 효과에 대한 객관적 입증 자료로의 활용이 기대된다.

확산파에 기초한 분포형 유출모형의 개발 및 적용 (Development and Application of Diffusion Wave-based Distributed Runoff Model)

  • 이민호;유동훈
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제44권7호
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    • pp.553-563
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    • 2011
  • 분포형 유출모형에 대하여는 컴퓨터의 발달과 지리정보시스템의 구축 및 관련정보의 제공이 활성화되면서 최근 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 분포형 유출모형은 대상유역을 보다 세분 요소화하여 계산하는 이론적이고 물리적인 기반의 모형이다. 본 연구에서는 토지피복 상태에 따라 결정되는 매개변수와 2차원 확산파 방정식에 기초하여 지표면에서의 유출량을 계산하는 모형을 개발하였다. 기존에 연구되었거나 개발 중인 유출모형은 대부분 Manning-Strickler의 평균 유속공식과 Manning 조도계수를 이용하여 유속과 유량을 산정하고 있다. Manning 조도계수는 사용상의 편의성 때문에 보편적으로 사용하고 있으나, 차원이 일치하지 않고 추정 시 모호한 문제점이 있다. 이러한 문제를 개선하기 위해 본 연구에서는 Manning-Strickler식뿐만 아니라 차원이 일치하는 Chezy의 평균유속공식을 적용하여 유출모형을 개발하였다. 또한, Chezy의 마찰계수를 적용하기 위하여 조고의 함수로 표현되는 지수형 마찰계수 산정식을 도입하였다. 따라서 모호한 조도계수의 개념을이용하지 않고 거친 정도를수치화하여 물리적인 의미를 가진마찰계수를 산정하고 적용 가능성을 검토하였다. 본 연구에서는 개발된 모형을 부채꼴 실험유역과 장방형 실험유역 및 실제유역인 안성천유역을 대상으로 6개의 사상을 적용하여 그 적용성을 확인하였다.

가막만의 수온과 염분의 분포 (Distributions of the Temperature and Salinity in Kamak Bay)

  • 이규형;조규대
    • 한국수산과학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.25-39
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    • 1990
  • 내만역의 해양 구조를 규명하고 어장 관리를 위한 기초 자료를 얻기 위하여, 가막만에서 계절별로 1958년 5월부터 1989년 12월까지 밀물과 썰물때의 수온, 염분, 투명도 및 수색을 관측하였다. 그리고 이들의 분포와 수괴 특성을 검토한 결과 그 양상이 일반적으로 지형적 요인과 해수 유동 구조에 의해서 크게 좌우됨을 알았다. 연중 수온 분포값은 7.2(2월)$\~29.4^{\circ}C$(8월)이고 염분 분포값은 31.7(8월)$\~34.1\%_{circ}$(2월)로 연교차는 각각 $22.2^{\circ}C,\;2.4\%_{\circ}$였다. 수온과 염분의 분포 pattern은 내만측 해수의 북서쪽 편중 분포와, 남쪽 만구측 해수의 중앙부쪽 진입 분포 형태 그리고 북동부의 여수항측 해수의 현저한 저염수 분포가 두드러진다. 계절별 해수의 특성과 분포 구조는 주로 해면의 가열 및 냉각, 담수의 유입 정도에 따라 크게 달랐다. 즉, 하계에 조류가 약한 내만역에서는 태양 복사열의 증가와 육수의 유입으로 해면이 고온, 저염화되면서 약층이 강하게 형성되었으며, 표층(5m 수심까지)과 저층의 분포가 달랐다. 반면에 동계에 는 해면이 냉각되어 약층이 소멸되면서 표$\cdot$저층의 분포가 같아지지만 내만역과 그 바깥쪽을 구분하는 약한 전선이 형성되었다. 가막만의 수괴는 내국 가까이 오목한 해저 지형에 위치한 북서부의 정체성 내만수와 연등천과 섬진강 하구역의 영향을 강하게 받는 여수항수 그리고 남쪽 만구에 근접하여서 외해수의 특성을 보이는 만외수로 구분되었다. 수온$\cdot$염분의 분포 및 수괴의 분포 특징은 밀물때와 썰물때가 조금 달랐으며, 이 때문에 항대리 부근은 하루중 해황 변동폭이 주변보다 커서 하계에 썰물과 밀물간의 수온, 염분 및 밀도의 차가 $1.5^{\circ}C,\;0.15\%_{\circ},\;\sigma_t\;0.6$에 달해 가막만 내에서 단기적 해황 변화가 가장 큰 지역이었다.

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해조류의 가공 및 이용에 관한 연구 -미역쨈의 제조에 관한 연구- (Studies on the Processing and Utilization of Seaweeds - Studies on the Processing of Sea Mustard Jam-)

  • 차용준;이응호;박두천
    • 한국수산과학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.42-49
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    • 1988
  • 미역의 가공적성을 높일려는 목적으로 미역 다당류의 대부분을 차지하고 있는 알긴산의 물성을 이용한 미역쨈을 제조한 결과, 미역중량에 대해 $0.5\%\;K_2HPO_4$ 용액 4배량을 첨가할 경우 시중 딸기쨈과 유사한 점도를 가졌으며 유동특성은 항복력을 가지면서 의가소성형인 혼합형으로 간주되었다. 그리고 생미역으로 만든 쨈이 마른미역의 경우보다 점도가 좋았으며 미역 고유의 색조를 유지하는데도 양호하였다. 또 관능검사결과 부원료로서 사카린 $0.375\%$, 솔비톨 $2.0\%$, 구연산 $0.25\%$, 구운콩가루 $0.5\%$를 첨가하는 것이 양호하였다. 지방산조성에서는 고도불포화지방산인 $C_{18:3},\;C_{20:4},\;C_{20:5},\;C_{22:6}$의 함량이 상당히 높았으며 정미성분에 관여하는 유리아미노산 중 lysine, alanine, glutamic acid의 함량과 유기산중에서 구연산, 옥살산, $\alpha-ketoglutaric\;acid$, 젖산, 숙신산의 함량이 많았다.

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일본의 농촌 정주촉진 지원 정책 : 시마네현을 중심으로 (Policy for Rural Population Growth in Shimane, Japan)

  • 황정임;최윤지;조영숙;원지윤
    • 한국지역사회생활과학회:학술대회논문집
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    • 한국지역사회생활과학회 2009년도 추계학술대회
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    • pp.98-98
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    • 2009
  • 농촌 지역의 인구 감소 및 그에 따른 지자체의 위기의식이 심화됨에 따라 국내에서도 지역마다 각종 인구 늘리기 시책을 실행하고, 중앙에서 도시민 농촌유치 프로그램 지원 시범사업을 기획하는 등 지역 발전의 기본 요건이 되는 인구 감소의 해결을 위한 노력이 가시화되고 있다. 이에 따라 본 연구는 일본의 정주촉진 정책 사례에 대한 고찰을 통해 국내 정책에의 시사점을 도출하고자 한다. 시마네현은 일본 혼슈의 동해 연안에 위치하고 있으며, $6707.26km^2$의 면적에 약 74만 2천 명의 인구(2005)가 살고 있는 지역이다. 시마네현의 총 토지면적 중 약 80%가 산림면적이며, 경지면적은 41,000ha로 약 6%를 차지하고 있다. 이 중 논이 80%를 차지하여 논농사 중심의 농업이 이루어지고 있으며, 풍요로운 수산자원을 보유하고 있어 어업활동도 활발하다. 이러한 시마네현에서는 UI턴의 촉진을 위해 '산업체험사업'을 1996년부터 시행하고 있는데, 농림어업에 관한 산업체험을 실시하고, 체험 후의 거주지로 빈집을 활용하는 사업이다. 현 외 거주자가 시마네현 내에서 일정시기 산업체험을 하고자 할 경우, 월 50,000엔이 지급되며, 거주지 확보가 어려울 경우 트레일러하우스나 빈집활용주택, 공영주택 등을 임대해주고 있다. 또 시마네 현 내에서 30세 미만의 청년 미취업자가 일정기간 산업체험을 실시할 경우, 체험에 필요한 경비의 일부를 제공해주고 있다. 그간의 실적을 보면 연간 평균 105명이 체험에 참가하고 있으며, 2000년 이후 정착률은 50%를 넘고 있다. 총 259개의 체험 장소에서 월 평균 4명이 참가하고 있으며, 업종별 참가자수는 농업 및 기타(관광, 전통공예), 어업, 임업, 축산업의 순서로 많은 것으로 나타나고 있다. 또한 시마네현의 고츠시에서는 '도시와의 공생 교류' 실현을 위한 9가지 중점시책을 설정하고 그에 따른 사업을 실행하고 있다. 농산어촌의 취락을 유지하는 것이 첫 번째 중점시책으로서 이를 위해 빈집을 활용한 정주와 교류가 활발히 이루어질 수 있도록 주거 정보를 수집, 관리, 웹을 통해 제공하고 있으며, 농지 유동화 및 농림수산물의 직거래 시스템 확립에 주력하고 있다. 이 밖에도 UI턴자 확보를 위해 지역에서 살고, 일하고, 즐기는데 대한 일체적인 정보 제공 시스템을 마련하고 있으며, '고향교육'을 통해 지역에 대한 애착심을 기르는 동시에 지역에서의 취업 지향을 높이는데 힘쓰고 있다. 농촌 정주촉진을 위한 사업 내용면에서는 일본과 우리나라 간 큰 차이가 없다. 그러나 사업에의 의지와 방향 설정, 사업 추진체계 및 운영방식 등에서 발견되는 차이를 주시함으로써 농촌 지역 인구 증가에 보다 실질적으로 기여할 수 있는 정책으로 만들어가야 할 것이다.

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수영강의 수질오탁과 그것이 광안리 해수욕장에 미치는 영향에 대하여 (EFFECT OF SUYEONG RIVER WATER ON THE WATER POLLUTION OF SUYEONG BAY)

  • 원종훈;이배정;심무경;박헌석
    • 한국수산과학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.267-276
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    • 1979
  • 1) 수영강 및 인근하천에서의 BOD 및 COD의 평균수질은 우리나라 환경기준치뿐만 아니라 배출허용치까지도 초과하고 있었으며 수은 역시 평균수질이 환경기준치를 초과 했다. 또한 pH는 지점8에서 환경기준치를 벗어났고 용존산소는 지점 1, 7, 8, 11에서 환경기준치를 벗어났으며 부유물질은 지점 6, 8, 9에서 배출허용치를 초과했다. 2) 수영만으로 유입되는 수영강, 춘천, 우동천에서의 총오탁부하량은 BOD:75.2ton/day, COD:96.9ton/day, 부유물질:20.5ton/day, 암모니아-질소:12.4ton/day, 질산염질소:430kg/day, 아질산염질소:85.1kg/day, 인산염:59.4kg/day, 중금속: 3.01ton/day였다. 3) 수영만의 유동은 썰물때는 수영강 하구에서 남동쪽으로 흘렀고, 밀물때는 동백섬 부근의 해수가 일부는 수영강 하구쪽으로 일부는 광안리 해수욕장쪽으로 흘렀으며 광안리 해수욕장 남서쪽으로 북동쪽과는 반대로 남천동에서 해수욕장쪽으로 흘렀다. 4) 광안리 해수욕장의 수질은 일본 해수욕장 수질기준치를 초과하고 있었다. 5) 수영강 오탁수는 썰물 때 광안리 해수욕장 앞 외양까지 나왔다가 밀물 때 광안리 해수욕장쪽으로 흘러 들어 간다. 6. 남천동 및 광안2동의 하수는 밀물 때 광안리 해수욕장쪽으로 흘러가 수질에 영향을 미친다. 이 연구는 1978년 아산사회복지사업재단의 연구 보조비로 했습니다. 감사드리는 동시 실험을 도와준 연구실의 여러분들에게도 감사드립니다.

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갑천 유역의 지하수 이용 특성 분석 (Analysis of Groundwater Use in Kap-cheon Basin)

  • 홍성훈;김정곤
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제41권5호
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    • pp.463-471
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 갑천 유역의 물순환 분석 시스템 구축 및 효과적인 지하수 관리에 활용하기 위하여 지하수 이용량을 분석하고 그 특성을 파악하는 것이다. 이를 위하여 지하수이용실태조사 자료를 토대로 관정개수와 이용량의 누적밀도에 의해 형성되는 관계를 분석하고, 유역을 대표할 수 있는 총 이용량 및 관정 개소수를 파악하였다. 추출된 관정의 이용량 세부정보들에 따라 이용량의 공간적 분포 특성을 파악하고, 유역별 함양량과 지하수 이용량을 비교함으로써 갑천 유역의 지하수자원 관리의 적정성을 평가하였다. 평가결과에 따르면, 약 25%의 관정이 전 지하수 이용량의 90%를 대표하는 것으로 나타났다. 또한, 대전 도심지 소유역의 지하수 이용량은 유역 유출 모형에서 평가된 해당 유역의 지하수 함양량보다 1.4배$\sim$11.1배 상회하고 있으며, 주요 하천 유역별로는 대전천 및 유등천이 갑천 유역의 함양량 대비 이용량 비율이 1.9배$\sim$2.3배 높아 이들 지역의 지하수 적정관리가 시급한 실정으로 평가되었다. 본 연구 결과들은 향후 갑천 유역의 지하수 이용량에 따른 지하수 유동 체계, 하천 유출량 그리고 물순환 변화에 대한 분석에 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

Continuous 와 pattern slot 코팅 공정에서의 유동특성과 다이 설계 (Dynamics and die design in continuous and patch slot coating processes)

  • 김수연;심서훈;신동명;이주성;정현욱;현재천
    • 한국유변학회:학술대회논문집
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    • 한국유변학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.81-84
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    • 2006
  • Slot coating process, in continuous and patch modes, has been applied for the many precise coating products, e.g., flat panel displays and second batteries. However, manufacturing uniform coating products is not a trivial task at high-speed operations because various flow instabilities or defects such as leaking, bubbles, ribbing, and rivulets are frequently observed in this process. It is no wonder, therefore, that many efforts to understand the various aspects of dynamics and coating windows of this process have been made both in academia and industry. In this study, as the first topic, flow dynamics within the coating bead in slot coating process has been investigated using the one-dimensional viscocapillary model by lubrication approximation and two-dimensional model by Flow-3D software. Especially, operability windows in both 1D and 2D cases with various slot die lip designs have been successfully portrayed. Also, effects of process conditions like viscosity and coating gap size on slot coating window have been analyzed. Also, some experiments to find minimum coating thickness and coating windows have been conducted using slot die coater implemented with flow visualization device, corroborating the numerical results. As the second topic, flow dynamics of both Newtonian and Non-Newtonian fluids in patch or pattern slot coating process, which is employed in manufacturing IT products such as secondary batteries, has been investigated for the purpose of optimal process designs. As a matter of fact, the flow control in this system is more difficult than in continuous case because od its transient or time-dependent nature. The internal die and die lip designs for patterned uniform coating products have been obtained by controlling flow behaviors of coating liquids issuing from slot. Numerical simulations have been performed using Fluent and Flow-3D packages. Flow behavior and pressure distribution inside the slot die has been compared with various die internal shapes and geometries. In the coating bead region, efforts to reduce irregular coating defects in head and tail parts of one patterned coating unit have been tried by changing die lip shapes. It has been concluded that optimal die internal design gas been developed, guaranteeing uniform velocity distribution of both Newtonian and shear thinning fluids at the die exit. And also optimal die lip design has been established, providing the longer uniform coating layer thickness within one coating unit.

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왜매치, Abbottina springeri(Cypriniformes: Cyprinidae)의 난발생 및 자치어 형태발달 (Morphological Development of Eggs, Larvae and Juveniles of the Abbottina springeri (Cypriniformes: Cyprinidae))

  • 박재민;유동재;조성장;한경호
    • 한국어류학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.167-176
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    • 2021
  • 본 연구는 왜매치의 초기생활사를 밝히기 위해 충청남도 당진시 서원천에서 성어를 채집하여 인공수정을 통해 수행하였다. 왜매치 암컷의 산란량은 1,225~2,100개(1,662±437개, n=10) 정도였다. 난의 형태는 원형으로 크기는 1.05~1.13(1.08±0.02, n=30) mm였다. 수정란은 수온 22℃에서 부화까지 72~80시간이 소요되었다. 부화 직후의 난황자어는 전장 2.10~2.23 (2.16±0.04, n =10) mm로 입과 항문은 열려 있지 않았고 난황을 가지고 있었다. 부화 후 5일째는 전장 3.29~3.45 (3.36±0.04, n=10) mm로 난황을 모두 흡수하였고 먹이를 섭취하면서 전기자어로 이행하였다. 부화 후 15일째는 전장 4.97~5.30 (5.13±0.12, n=10) mm로 척추 끝부분이 상단으로 휘어지기 시작하면서 중기자어로 이행하였다. 부화 후 25일째는 전장 8.97~9.60 (9.44±0.16, n=10) mm로 꼬리지느러미 말단 끝부분이 45°로 완전히 휘어지면서 후기자어로 이행하였다. 부화 후 35일째는 전장 12.0~13.5 (12.7±0.53, n=10) mm로 각 부위별 지느러미 기조 수(등지느러미 iii 7개, 뒷지느러미 iii 6개, 배지느러미 i 7개)가 정수로 도달하면서 치어기로 이행하였다.