• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.289-296
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• 2017

본 논문에서는 곤충 모방 날갯짓 초소형 비행체에 적용될 끈을 이용한 날갯짓 구동 장치의 구동 원리와 그 최적화 과정이 소개된다. 이 날갯짓 구동 장치는 끈을 이용하여 구조의 경량화와 관성력 감소로 인한 에너지 효율 상승을 목적으로 설계되었다. 먼저 장력만 전달할 수 있는 끈의 특성을 고려하여 운동학적인 수식이 정립되었으며, 이를 통해 구동 장치의 거동 특성을 파악할 수 있었다. 이 수식들은 수정된 패턴 검색 최적화 과정에 포함되어 메커니즘의 운동학적 최적화를 가능하게 만들었다. 최적화된 형상으로 제작된 시제품은 설계의 구동 원리에 맞게 운동하였으며, 그 날갯짓 폭은 목표한 날갯짓 폭을 만족시켰다. 수치적 시뮬레이션과 실험 결과는 잘 일치하여 제시된 구동 장치가 실제로 활용될 수 있음을 보였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 추계학술대회논문집
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• pp.151-158
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• 2009

To implement the insects' flapping flight for developing flapping MAVs(micro air vehicles), the unsteady flow characteristics of the insects' forward flight is investigated. In this paper, two-dimensional FSI(Fluid-Structure Interaction) simulations are conducted to examine realistic flow features of insects' flapping flight and to examine the flexibility effects of the insect's wing. The unsteady incompressible Navier-Stokes equations with an artificial compressibility method are implemented as the fluid module while the dynamic finite element equations using a direct integration method are employed as the solid module. In order to exchange physical information to each module, the common refinement method is employed as the data transfer method. Also, a simple and efficient dynamic grid deformation technique based on Delaunay graph mapping is used to deform computational grids. Compared to the earlier researches of two-dimensional rigid wing simulations, key physical phenomena and flow patterns such as vortex pairing and vortex staying can still be observed. For example, lift is mainly generated during downstroke motion by high effective angle of attack caused by translation and lagging motion. A large amount of thrust is generated abruptly at the end of upstroke motion. However, the quantitative aspect of flow field is somewhat different. A flexible wing generates more thrust but less lift than a rigid wing. This is because the net force acting on wing surface is split into two directions due to structural flexibility. As a consequence, thrust and propulsive efficiency was enhanced considerably compared to a rigid wing. From these numerical simulations, it is seen that the wing flexibility yields a significant impact on aerodynamic characteristics.

• 한국응용곤충학회지
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• 제50권3호
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• pp.209-214
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• 2011

곤충 군집의 변화는 서식지 환경의 변화를 파악할 수 있는 척도가 된다. 속리산국립공원에서 2003년부터 2007년까지 월별(4월-10월)로 Flight Interception Trap (FIT)을 이용하여 송장벌레류의 종 구성과 풍부도의 변화를 알아보기 위한 조사를 실시하였다. 그 결과, 6종 9,704개체가 조사되었는데, 이 중 넉점박이송장벌레(Nicrophorus quadripunctatus)가 8,763개체(90.3%)로 가장 높은 우점도를 보였다. 넉점박이송장벌레를 제외한 나머지 5종은 971개체(9.7%)에 불과하였다. 송장벌레 6종의 계절적 풍부도 변화에 따르면 7월과 8월이 최성기인 것으로 나타났다. 또한 연간 풍부도는 2004년 이후 점차 감소하는 경향을 보이고 있다. 장기간의 모니터링 결과, 환경지표종으로 활용이 가능한 송장벌레류의 종구성과 풍부도 변화는 속리산의 기후변화를 간접적으로 나타내고 있음을 시사한다.

• 한국습지학회지
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• 제18권4호
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• pp.350-356
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• 2016

동물의 번식 성공에 가장 큰 요인은 먹이의 선택이고 먹이의 선택은 서식지의 질과 양에 의해 결정되어 지며, 생물량이 높은 습지의 경우 생태계 기능의 지표로서 황조롱이의 사냥 장소의 선택은 서식 장소의 질과 양을 알아보는 중요한 단서가 될 것으로 예상된다. 본 연구는 충남 공주시 유구읍의 황조롱이 사냥장소에 대해 4가지 유형(초지, 논, 밭, 하천변)으로 구분하여, 번식시기인 3월에서 6월까지 3년간 (2014년~2016년) 황조롱이의 행동을 기록하였다. 조사결과, 사냥의 장소는 하천변에서 높은 사냥행동을 보였고, 비행사냥은 5월과 6월에 많이 하는 것으로 조사되었다. 또한 비행사냥의 주요 획득 먹이는 포유류(쥐), 착지행동의 주요 획득 먹이는 곤충류로 조사되었다. 이에 따라, 하천변에서는 주로 비행사냥이 이루어졌으며, 초지나 논과 밭에서는 착지 행동이 비행행동에 비해 높게 조사되었다. 사냥이 이루어지는 지점의 식물이 땅을 덮는 피도는 사냥지역별 차이를 보였으나 식물의 높이는 차이를 보이지 않는 것으로 확인되었고, 사냥 방법에 따른 식물의 높이는 포유류(쥐)를 잡기 위한 비행사냥이 착지사냥보다 낮은 높이를 선호하는 것으로 분석되었다. 이러한 결과들을 바탕으로 황조롱이의 번식기 먹이 선택에서 하천변은 매우 중요한 환경 요소로 판단된다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제8권2호
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• pp.16-22
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• 2010

A flow visualization has been conducted to investigate unsteady flight characteristics of a model of dragonfly. The mechanism of lift generation by flapping wings is analyzed using smoke-wire and high speed camera. The experimental results of flow visualization show a discernible sequential dynamics that three mechanisms and high incidence angle of the wings are responsible for the lift generation. The leading edge vortex by the rapid acceleration of leading edge of the wing during initial stage of stroke causes a strong lift enhancement. Delayed stall during the stroke, fast supination and pronation of the wing near the end of each stroke are also responsible for the lift generation.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제10권1호
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• pp.130-143
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• 2007

Using steady state aerodynamic theories, it has been claimed that insects and birds cannot fly. To make matters worse, insects and birds fly at low Reynolds numbers. Therefore, a recurring theme in the literature is the importance of understanding unsteady aerodynamic effect and how the vortices behave when they separate from the moving surface that created them. In flapping flight, birds and insects can modify wing beat amplitude, stroke angle, wing planform area, angle of attack, and to a lesser extent flapping frequency to optimize the generation of lift force. Some birds are thought to employ two different gaits(a vortex ring gait and a continuous vortex gait) and unsteady aerodynamic effect(Clap and fling, Delayed stall, Wake capture and Rotational Circulation) in flapping flight. Leading edge vortices may produce an increase in lift. The trailing edge vortex could be an important component in gliding flight. Tip vortices in hovering support the body weight of the hummingbirds. Thus, this study investigated how insects and birds generate lift at low Reynolds numbers. This research is written to further that as yet incomplete understanding.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제35권1호
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• pp.73-76
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• 1993

비형광성 염료인 Rhodamine-B를 누에의 기생파리인 Exorista bombysis(Louis)의 성충사료에 첨가하여 산란한 알을 표시한 실험으로써 비행 범위에 대한 조사를 행하였다. 이 방법은 시간이 절약되고 처리가 안전하며 표시된 알을 쉽게 관찰할 수 있으며, 또한 염료가 처리된 사료를 섭식한 파리의 치사율이나 산란성에는 나쁜 영향을 미치지 않았다. 그러나 이 파리가 산란한 알의 부화율을 저하시키는 경향이 있었다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제56권3호
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• pp.309-314
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• 2017

시설딸기 주요 비행 해충인 꽃노랑총채벌레 Frankliniella occidentalis와 목화진딧물 Aphis gossypii 유시충, 온실가루이 Trialeurodes vaporarium에 대해 발생초기 파악을 위한 황색끈끈이트랩 이용기술을 규명하였다. 제주지역 농가 재배 3개소에서 5개년 동안(2013~2017년) 재배 전 기간(9월~이듬해 5월)에 걸쳐 조사한 트랩자료를 이용 분석하였다. 해충의 공간분포 특성은 일반적으로 이용하고 있는 Taylor's power law와 Iwao's patchiness regression으로 분석한 결과 대상 해충 모두 집중분포를 하고 있었다. 두 회귀식 중 꽃노랑총채벌레와 목화진딧물 유시충은 Taylor's power law이, 온실가루이는 Iwao's patchiness regression이 공간분포 특성을 잘 설명하고 있었다. 트랩당 평균밀도와 최고밀도, 11마리 이상 잡힌 트랩 비율 간에는 높은 상관관계를 갖고 있었다. 트랩당 평균 밀도 4.0마리를 추정에 필요한 최소 트랩수는 꽃노랑총채벌레 13개, 목화진딧물 유시충 11개, 온실가루이 10개이었다. 고정 정확도 0.25 수준에서 3종 해충의 Taylor's power law과 Iwao's patchiness regression 상수를 이용하여 축차표본조사 중지선을 구하였다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제39권2호
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• pp.105-110
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• 2000

사과, 복숭아와 밤 열매 등을 가해하는 주요해충 중의 하나인 복수아명나방(Dichocrcis punctiferalis)을 성페로몬을 이용하여 발생예찰하기 위해 성페로몬 성분분석과 행동관찰, 성페로몬 조성별 야외포획실험을 수행하였다. 처녀암컷의 교미행동은 16L:8D의 광주기 $26\pm$1$^{\circ}C$ 온도조건에서 소등 후 4시간째에, 수컷의 가는털뭉치 돌출행동은 5시간째에 최고를 나타내었다. 이시간대의 암컷 복부 끝 헥산추출물에서는 E10-hexadecenal과 Z10-hexadecenal이 가스크로마토그래피 분석에 의해 85:15의 비율로 검출되었다. 야외에서 수컷 성충을 유인하기 위해 두 성분의 합성화합물을 이용하여 사과 및 복수아와 밤 과수원에서 포획실험이 수행되었는데 E10-hexadecenal과 Z10-hexadecenal이 70:30~80:20의 비율에서 가장 많이 포획되었고, 이와 유사한 조성에서 수컷의 가는털뭉치 돌출반응과 상승비행반응이 관찰되었다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제61권1호
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• pp.1-14
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• 2022

나방은 성페로몬에 대한 통신시스템이 잘 발달되어 있다. 동종의 암컷이 방출하는 성페로몬을 원거리에서 감지하여 암컷을 정확히 찾아가 교미할 수 있도록 하기 위해서, 수컷 나방은 고도로 발달된 성페로몬 감지 시스템을 갖고 있다. 이러한 시스템을 이용해서 수컷 나방은 페로몬 냄새기둥(plume)을 따라 바람을 거슬러 비행하면서 간헐적으로 감지되는 페로몬 냄새가닥(odor filaments)을 추적하는 고정행동양식(stereotypic behavior)을 보인다. 일반적으로 여러 성분으로 구성되는 나방의 암컷 성페로몬은 그 조성이 종특이적(species-specific)이며, 비슷한 성분을 공유하는 유사종들이 방출하는 성페로몬과 동종의 암컷이 방출하는 성페로몬을 정확히 구분하기 위해서 수컷 나방은 촉각에 여러 종류의 고도로 특화된 페로몬 감각세포들을 갖고 있어서, 이들이 페로몬을 감지할 때 나오는 신경 신호들을 종합해서 동종의 페로몬을 인식하여 행동반응이 일어나게 된다. 수컷 나방은 보통 동종의 페로몬 성분뿐만 아니라 유사종이 사용하는 페로몬 성분들을 특이적으로 감지하는 길항적(antagonistic) 냄새감각세포들도 갖고 있어서 페로몬 식별력을 강화한다. 본 종설에서는 지금까지 보고된 수컷 나방의 페로몬 감지 시스템과 이와 연관된 수컷의 감각기 및 행동반응에 대한 연구 결과들을 정리하고, 이를 종합하여 앞으로의 연구 방향을 제시하고자 한다.