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수중에서의 물고기와 포유동물에 의한 수동 및 능동 유동제어

전문가 제언: ○ 수생하는 물고기와 포유동물들은 오랜 기간 동안 물속에서 적응하며 진화하여 왔다. 이동시 항력을 줄여 추진력을 높이고 에너지 소모를 줄이도록 몸체구조나 생리면에서의 변화는 물론 능동적으로 유동을 제어한다.

○ 수동제어는 몸체에 흐르는 유동에 대한 몸체의 형태나 구조 등 동물의 해부학적인 면에 관련이 많다. 능동제어에 있어서는 동물은 근육조직을 통제, 동작을 통하여 주위 유동을 제어한다. 즉 몸체나 지느러미 등 부속 생체 기관을 움직여 소용돌이운동을 일으킨다. 이로부터 발생한 유체역학적 힘은 이동 및 균형유지에 이용된다.

○ 그러나 수생동물의 주위 유동은 매우 복잡한 과도기적 비정상 유동이 대부분으로 완전한 현상 규명은 어려웠다. 최근에는 고속도 카메라와 연속파 레이저가 결합된 디지털 입자영상속도계(DPIV)를 사용, 헤엄치는 동물의 몸통과 부속기관의 동작으로 생성된 소용돌이(vortex)를 우수한 시간 분해능으로 처리, 분석할 수 있는 단계가 되었다.

○ 현재 수생동물의 꼬리와 같은 추진체의 추진효율이 표준의 해상 프로펠러의 추진효율보다 높다고 알려져 있다. 이것은 이에 관련하여 보다 많은 연구가 필요하다는 것을 시사한다. 더욱이 현재는 원유가 상승 등 에너지자원 고갈의 시대를 맞아 에너지효율 향상 기술개발이 시급한 때이다. 특히 각종 비행기, 선박 등의 항력감소 등 고효율추진 기술개발에 고래 등 해양 동물에 대한 연구가 크게 활용될 필요가 있을 것이다.

저자: Fish, FE; Lauder, GV
자료유형: 학술정보