초록 ▼

▶ 생체모방공학을 통한 핵심 유동설계 기술 개발
● 마찰저항 감소기술 개발
- 생명체의 표면구조 연구
᠊ 돛새치를 채집하여 피부구조를 관찰하고 모사하여 난류 경계층 변화 및 마찰저항 감소 분석
᠊ 상어 피부구조를 모사한 리블렛을 최적화하여 마찰저항 8.11% 감소
᠊ 돌고래 피부구조를 모사한 compliant wall을 모델링하여 난류채널유동 변화 및 마찰저항 감소 분석
- 생명체의 전체 외형 연구
᠊ 황제펭귄의 다중곡률형상에 의해 3차원 축대칭 물체의 저항 11% 감소
● 형상저항 감

▶ 생체모방공학을 통한 핵심 유동설계 기술 개발
● 마찰저항 감소기술 개발
- 생명체의 표면구조 연구
᠊ 돛새치를 채집하여 피부구조를 관찰하고 모사하여 난류 경계층 변화 및 마찰저항 감소 분석
᠊ 상어 피부구조를 모사한 리블렛을 최적화하여 마찰저항 8.11% 감소
᠊ 돌고래 피부구조를 모사한 compliant wall을 모델링하여 난류채널유동 변화 및 마찰저항 감소 분석
- 생명체의 전체 외형 연구
᠊ 황제펭귄의 다중곡률형상에 의해 3차원 축대칭 물체의 저항 11% 감소
● 형상저항 감소기술 개발
- 생명체의 표면구조 연구
᠊ 선인장 표면의 홈/가시를 모델링하여 원형실린더의 형상저항 16% 감소
᠊ 조개의 종방향 홈이 받음각이 15도 이하에서 양항비 15% 증가
- 생명체의 전체 외형 연구
᠊ 수선화 줄기단면적의 형상을 모델링하여 원형실린더의 형상저항 20% 감소
᠊ 생명체 몸통과 날개/지느러미 연결부위를 모델링 (fillet)하여 형상저항 8% 감소
᠊ 바다거북 등딱지 형상을 모사하여 딤플이 없는 새로운 개념의 골프공 개발
● 공력성능 향상기술 개발
- 비행하는 생명체의 날개형상 연구
᠊ 날치를 채집하여 공력성능을 세계최초로 측정하고 공기역학적 메커니즘을 규명
᠊ 제비나비의 뒷날개 꼬리에 의해 받음각이 10도 이상에서 양항비 20% 증가
᠊ 곤충 날개의 표면거칠기를 모사한 장치를 이용하여 날개의 실속을 지연시킴
▶ 고효율 차세대 운송체 설계 개념 도출
● 낮은 형상저항을 가지는 뭉툭한 물체, 접합부 및 구조물 개발
● 높은 공력성능을 가지는 날개형상 및 공력성능 향상기술 개발
● 낮은 마찰저항을 가지는 표면의 곡률형상 및 표면형상 개발

Abstract ▼

▶ Development of flow-system design technology using bio-mimetics
● Skin-friction reduction technology
- Investigation of the surface structure of living organisms
᠊ Analysis on the effect of sailfish skin structure on the turbulent boundary layer and skin-friction reduction
᠊ Skin-fric

▶ Development of flow-system design technology using bio-mimetics
● Skin-friction reduction technology
- Investigation of the surface structure of living organisms
᠊ Analysis on the effect of sailfish skin structure on the turbulent boundary layer and skin-friction reduction
᠊ Skin-friction reduction of 8.11% with optimized shark skin structure (riblet)
᠊ Investigation of turbulent channel flow with a compliant wall modeling the dolphin's skin
- Investigation of the overall shape of living organisms
᠊ Drag reduction of 11% on a three-dimensional axisymmetric body with a multi-curvature shape from the emperor penguin
● Form-drag reduction technology
- Investigation of the surface structure of living organisms
᠊ Form-drag reduction of 16% on a circular cylinder with grooves and spines from the saguaro cactus
᠊ L/D enhancement of 15% at the attack angles less than 15ﾟ with grooves on a scallop surface
- Investigation of the overall shape of living organisms
᠊ Form-drag reduction of 20% on a circular cylinder with modeled daffodil stem shape
᠊ Form-drag reduction of 8% on an airfoil with junction by fillet
᠊ Development of new golf ball with grooves from the carapace of sea turtle
● Aerodynamic performance enhancement technology
- Investigation of the wing shape of living organisms
᠊ Finding the aerodynamic mechanism of gliding flying fish for the first time
᠊ L/D enhancement of 20% at the attack angles larger than 10ﾟ with hind-wing tails of a swallowtail butterfly
᠊ Delay of stall with the devices modeled from surface roughness on insect wings
▶ Derivation of design concepts for next generation vehicles
● Development of the shapes of bluff body, junction and structure with low form drag
● Development of wing shape and device for high aerodynamic performance
● Development of surface curvature and structure with low skin friction

목차 Contents

• 최종보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• 요약문 ... 4
• 1. 연구개발과제의개요 ... 7
• 가. 연구개발의 목적 ... 7
• 나. 연구개발의 필요성 ... 7
• 다. 연구개발의 범위 ... 10
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 13
• 가. 국내외 관련 기술개발 현황 ... 13
• 나. 본 연구결과가 차지하는 위치 ... 15
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 17
• 가. 연구추진전략 및 방법 ... 17
• 나. 1단계 연구내용 및 결과 ... 22
• 다. 2단계 연구내용 및 결과 ... 53
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 75
• 가. 연구개발목표의 계획대비 달성도 ... 75
• 나. 관련분야의 기술발전 기여도 ... 82
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 83
• 가. 타 연구에의 응용 ... 83
• 나. 기업화 추진방안 ... 83
• 다. 추가연구의 필요성 ... 85
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 86
• 가. 미국 Caltech의 생체모방 유동설계 연구 ... 86
• 나. 독일 TU Berlin의 생체모방 유동설계 연구 ... 87
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 88
• 8. 참고문헌 ... 89
• 9. 연구성과 ... 91
• 10. 기타성과 ... 105