곤충의 날기를 해부하다(Dissecting insect flight)

전문가 제언

□ 곤충이 어떻게 날개를 움직여 날 수 있는가를 분석한 본문은 생물학적이라기보다는 다분히 유체역학적이다. 따라서 생물학에 대한 전문지식은 없으나 유체역학을 전공한 분석자가 본문을 분석하려고 마음먹을 수 있었다.

□ 유체역학이나 그 밖의 운동 방정식을 생물체에 적용하여 그 답을 얻는 것은 아직까지 성공적이지 못하다. 언제인가 분석자는 거대한 공룡이 어떻게 지상에서 움직였으며 그 최대 속도는 얼마였을까를 해석한 논문을 볼 기회가 있었다.

□ 그러나 거기에도 수많은 가정과 입증되지 않은 직관이 포함되어 있었다. 여기서 분석자는 그 논문이 실패였음을 말하는 것이 아니라 그 만큼 공학적인 운동 방정식과 힘의 이론을 생물체에 적용하는 것이 어렵다는 것을 말 하고자 하는 것이다.

□ 본문에서도 곤충의 날개에서 창출되는 힘을 이미 항공공학의 발전으로 많이 진전된 프로펠러의 공기역학적 이론으로 해석하고자 했다. 실제로 곤충의 날개는 왕복운동을 하는데 비하여 프로펠러는 회전운동을 하는 것이 큰 차이이다.

□ 그러나 곤충의 날개가 상향 스트로크에서 창출하는 힘은 없다는 정설이 사실이라면 오직 한 방향의 운동, 즉 하향 스트로크만 힘을 창출한다. 따라서 한 방향으로 돌아가는 프로펠러와 같은 이론을 적용할 수 있다는 주장이다. 그 밖에도 자유 낙하하는 종이, 물에서 이동하는 물고기, 풍동에 놓인 판 등 자연계를 모방한 실험 결과를 많이 이용하였다.

□ 와류가 날개에 작용하는 힘은 가볍고 Reynolds 수가 작은 곤충에게 훨씬 더 심각할 수 있다. 문제는 여기서 실제의 곤충의 날개의 움직임과 실험대상이 된 물체의 움직임 사이의 Reynolds 수의 차이가 그렇게 창출된 결론의 유효성을 결정하리라 생각된다. 예를 들어 프로펠러의 Reynolds 수는 매우 큰데 곤충의 날개는 그에 비해 Reynolds 수가 매우 작기 때문이다.

저자

Wang, ZJ

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2005

권(호)

37

잡지명

ANNUAL REVIEW OF FLUID MECHANICS

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

183~210

분석자

김*설

분석물

• 곤충의 날기를 해부하다.pdf [215,636 byte]

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