초록

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
개체기반 흰개미 터널 네트워크 모델 개발 및 적용
prey-predator 형 녹조 모델 개발 및 적용
유체흐름이 고려된 생물막(biofilm) 모델 개발 및 적용
유체 흐름이 고려된 어류 군집 행동 모델 개발 및 적용

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• 목차 ... 6
• 제 1 장 서론 ... 9
• 제 1 절 사업배경 ... 9
• 제 2 절 사업의 목적 및 필요성 ... 9
• 제 3 절 사업의 내용 및 범위 ... 9
• 1.개체기반 흰개미 터널 네트워크 모 델 개발 및 적용 ... 9
• 2.prey-predator 형 녹조 모델 개발 및 적용 ... 9
• 3.유체흐름이 고려된 생물막(biofilm) 모델 개발 및 적용 ... 10
• 4.유체 흐름이 고려된 어류 군집 행동 모델 개발 및 적용 ... 10
• 제 4 절 사업의 기대효과 ... 10
• 1. 흰개미 행동 소프트웨어개발 ... 10
• 2. 녹조 성장 소프트웨어개발 ... 10
• 3. 생물막 성장 소프트웨어개발 ... 10
• 4. 어류행동 소프트웨어개발 ... 10
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 제 1 절 흰개미 확산 소프트웨어 개발 ... 11
• 1. 국내 기술개발 현황 ... 11
• 가. 흰개미 시뮬레이션 관련 기술개발 현황 ... 11
• 나. 흰개미 탐지 관련 기술개발 현황 ... 11
• 다. 흰개미 방제 관련 기술개발 현황 ... 11
• 3. 국외 기술개발 현황 ... 12
• 가. 흰개미 시뮬레이션 관련 기술개발 현황 ... 12
• 나. 흰개미 탐지 관련 기술개발 현황 ... 13
• 제 2 절 녹조 분석 및 예측 소프트웨어 개발 ... 14
• 1. 국내 기술개발 현황 ... 14
• 가. 유해조류 저감 및 예측 관련 기술 ... 14
• 2. 국외 기술개발 현황 ... 15
• 가. 유해조류 대번성 예측 관련 기술 ... 15
• 나. 유해조류 대번성 모니터링 기술 관련 ... 15
• 다. 참고도표 - 국내외 선행기술자료 조사서 ... 17
• 제 3 절 생물막 ... 18
• 1. 국내외 기술개발 현황 ... 18
• 제 4 절 어류 ... 19
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 21
• 제 1 절 흰개미 관련 연구개발 ... 21
• 1. 흰개미 확산 소프트웨어 개발 및 테리토리 행동 연구 ... 21
• 가. 흰개미 확산 소프트웨어 개발 ... 21
• 나. 흰개미 테리토리 행동의 시뮬레이션 결과 ... 22
• 다. 테리토리 간 경쟁에 관한 수학적 지표 정의와 결과 분석 ... 24
• 라. 기존 테리토리 모델과의 비교 분석 ... 25
• 2. 흰개미 터널네트워크의 수학적 분석 ... 26
• 가. 네트워크 분석의 중요성 ... 27
• 나. 기존의 네트워크 분석 방법 ... 28
• 다. 네트워크 행렬과 고유치 스펙트럼의 생물학적 응용 ... 29
• 3. 흰개미 행동실험 설계 및 분석 ... 31
• 가. 터널 곡률에 따른 이동 효율 변화 ... 31
• 나. Y-자 갈림길에서 흰개미의 행동분석 및 방향선택 연구 ... 37
• 4. 흰개미 탐지기법 개발을 위한 생물음향연구 ... 41
• 가. 생물음향 실험장비 구축 ... 41
• 나. 생물학의 음향학적 접근의 중요성 및 워크샵 개최성과 ... 42
• 다. 참고자료 - 실험장비 및 소프트웨어 구축현황 ... 44
• 제 2 절 녹조 수리모델 연구 ... 44
• 1. 녹조 분석 및 예측 소프트웨어 개발 ... 44
• 가. 녹조 수리모델의 연구목표 ... 44
• 나. 녹조 수리모델의 구성 및 실행결과 요약 ... 44
• 다. 녹조 예측 소프트웨어의 구성 요약 ... 46
• 2. 녹조 수리모델의 이론 및 수치해석적 검증 ... 47
• 가. 단순화된 녹조모델의 수학적 예측식 (Di Toro, 1974) ... 48
• 나. 소프트웨어의 검증 예제 및 예측 결과 ... 49
• 제 3 절 생물막 ... 52
• 1. 연구개발 내용과 결과 ... 52
• 2. 생물막 모델 플로우차트 ... 52
• 3. 영양입자의 운동 시뮬레이션 1 ... 53
• 4. 영양입자의 운동 시뮬레이션 2 ... 54
• 5. 생물막 모델 알고리즘 ... 54
• 6. 생물막 성장 시뮬레이션 ... 55
• 제 4 절 어류 ... 56
• 1. 이론적 배경 ... 56
• 2. 실험 방법 ... 57
• 3. 연구 내용 ... 59
• 4. 연구 결과 ... 61
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 65
• 1. 연구개발목표의 달성도 ... 65
• 2. 평가의 착안점에 따른 목표달성도에 대한 자체평가 ... 65
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 66
• 제 1 절 흰개미 확산 연구개발 관련 ... 66
• 1. 소프트웨어 업그레이드 및 타연구로의 응용방안 ... 66
• 2. 국내외 흰개미 시뮬레이션 연구의 리더 역할 ... 66
• 제 2 절 녹조 분석 및 예측 연구개발 관련 ... 67
• 1. 모델링 관련 추가연구 주제 ... 67
• 2. 수리모델을 이용한 녹조연구의 국제협력 ... 67
• 제 3 절 생물막 ... 68
• 1. 생물막 모델의 의료문제 해결에 활용 ... 68
• 2. 생물막 모델의 공학적문제 해결에 활용 ... 68
• 제 4 절 어류 ... 69
• 1. 어류행동에 대한 생물학적 연구에 활용 ... 69
• 2. 어류분포 예측에 활용 ... 69
• 3. 수환경오염의 감시에 대한 연구에 활용 ... 69
• 제 6 장 참고문헌 ... 71
• 1. 흰개미 연구 관련 ... 71
• 2. 녹조 연구 관련 ... 71
• 3. 생물막 연구 관련 ... 72
• 4. 어류 연구 관련 ... 72