수선화 줄기 나선형 응용하니 바람 저항 20% ↓

국내 연구진이 바람의 영향을 20% 줄일 수 있는 구조를 개발했다. 골프클럽에 적용할 경우 저항을 줄여 공의 비거리를 높일 수 있을 것으로 기대된다.
최해천 서울대 기계항공공학부 교수 연구진은 수선화 줄기의 형태에서 아이디어를 얻어 바람에 안정적인 구조를 찾았다고 11일 밝혔다. 연구결과는 국제학술지인 ‘유체물리 10일자에 게재됐다.
물에 팔을 넣고 앞뒤로 움직이면 저항 때문에 팔이 양 옆으로 움직이는 저항이 발생한다. 팔 주변에 ‘와류가 형성되기 때문이다. 공기 중에서도 마찬가지다. 물체가 한 방향으로 움직인다 해도 물체를 지난 공기가 작은 소용돌이를 일으키면서 저항이 발생한다.
연구진은 공기의 저항을 줄일 수 있는 방안을 수선화에서 찾아냈다. 수선화는 가느다란 줄기를 가졌음에도 불구하고 바람이 불어도 꽃을 떨어뜨리지 않는다. 줄기 모양이 나선형으로 꼬여있고 줄기를 자른 단면은 길쭉하기 때문이다. 이로 인해 바람이 불면 꽃이 바람을 등지면서 돌아갈 수 있고 바람의 힘을 덜 받으려 줄기를 구부릴 수 있다.
최 교수팀은 위와 같은 수선화 줄기 형태를 본뜬 구조를 만들어 원통형 구조보다 실제로 공기 저항을 적게 받는지를 컴퓨터 시뮬레이션을 진행했다. 그 결과 일반 원통 구조보다 바람의 힘을 18~23% 더 적게 받는다는 것을 확인했다. 최 교수는 소재와 상관없이 모양만으로 바람의 영향을 줄인 안정적인 구조를 디자인하는데 쓸 수 있다”며 시추선의 상승관, 안테나, 초고층빌딩, 심지어 골프클럽에 적용 가능하다”고 밝혔다. 그는 골프클럽은 헤드 부분이 있기에 실제로 제작했을 때도 공기의 저항이 줄어들 수 있는지에 대한 연구는 아직 진행해보지는 못했다”고 덧붙였다. 연구진은 수선화줄기의 형태를 모방한 골프클럽과 관련한 특허를 등록했다.
[원호섭 기자]