KR101677367B1 - Surface structure of the flow body - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 유체와 접촉하여 마찰저항을 일으키는 물체의 표면구조에 있어서, 물체의 표면에 형성되고 친수성을 나타내는 친수성 영역, 친수성 영역과 인접배치되도록 물체의 표면에 형성되고, 소수성을 나타내는 소수성 영역을 포함하고, 친수성 영역 및 소수성 영역은 유체와 물체의 표면 사이에 마찰저항을 커지게 하거나 작아지게 하도록 제어할 수 있게 일정한 패턴으로 형성되는 물체의 표면구조를 제공한다.
이와 같은, 물체의 표면구조는, 유체와 접촉하여 마찰저항을 일으키는 물체의 표면에 상호 접하도록 친수성 영역 및 소수성 영역을 일정한 패턴으로 형성하여, 상기 유체와 상기 물체의 표면 사이에 마찰저항을 커지게 하거나 작아지게 하도록 제어할 수 있게 된다.The present invention relates to a hydrophilic region formed on the surface of an object and exhibiting hydrophilicity, a hydrophobic region formed on the surface of the object so as to be adjacent to the hydrophilic region and exhibiting hydrophobicity, Wherein the hydrophilic region and the hydrophobic region provide a surface structure of the object formed in a constant pattern so as to be controllable to increase or decrease the frictional resistance between the fluid and the surface of the object.
Such a surface structure of an object has a hydrophilic region and a hydrophobic region formed in a constant pattern so as to come into contact with the surface of an object which is in contact with the fluid and causes frictional resistance to increase the frictional resistance between the fluid and the surface of the object Or smaller.

Description

물체의 표면구조{Surface structure of the flow body}Surface structure of the flow body

본 발명은 물체의 표면구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유체와 접촉되어 마찰저항을 일으키는 물체의 표면구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface structure of an object, and more particularly, to a surface structure of an object which is brought into contact with a fluid to cause frictional resistance.

일반적으로, 움직이는 물체는 공기나 물과 같은 유체와 마찰저항을 일으킨다. 예를 들어, 조선이나 해양과 관련된 선박, 함정 및 잠수함 등이나, 항공기, 우주선 및 자동차와 같이 사람이나 물건의 운송을 목적으로 하는 운송장치는 이동될 때에 물이나 공기와 마찰을 일으키게 된다. 또한, 운송장치가 아닌 미사일, 어뢰, 수중 발사 미사일 등도 공기나 물과 마찰저항을 일으킬 수 있다. 유체의 표면을 따라 흐르는 유동은 유속이 높을수록 불안정해지며, 높은 유속의 유동은 필연적으로 난류로 천이를 경험하게 된다. 이 경우 유체와 접하는 표면의 마찰저항이 급격하게 증가하게 되며, 또한 난류의 강도가 클수록 마찰저항의 크기도 증가하게 된다. 이와 같은 개념을 반대로 적용하면, 유동방향으로 유동의 균일도를 향상시킬 수 있다면, 이는 유동안정화에 기여하게 되어 난류의 강도를 약화 시킬 수 있고, 최종적으로 마찰저항의 감소를 유도 할 수 있다. 일예로 선박의 경우, 운항 중에 선박에 작용하는 총 저항의 약 80% 이상이 유체와의 마찰에 의하여 발생하는 마찰저항이다. 그리고, 내부에 유체가 흐르는 유체 배관망의 경우, 유체 유동에 의하여 발생하는 마찰저항을 극복하기 위해 고용량의 펌프 및 압축기가 필요하다.Generally, a moving object causes frictional resistance to a fluid such as air or water. For example, ships, traps and submarines related to shipbuilding or maritime, or transport devices intended for the transportation of persons or objects, such as aircraft, spacecraft and automobiles, are subject to friction with water or air as they move. In addition, missiles, torpedoes, and water-launched missiles, which are not transportation devices, can also cause frictional resistance with air or water. The flow along the surface of the fluid becomes unstable as the flow velocity increases, and the flow at high flow rate necessarily experiences transition to turbulent flow. In this case, the frictional resistance on the surface in contact with the fluid increases sharply, and as the intensity of the turbulence increases, the frictional resistance also increases. If this concept is reversed, if the uniformity of the flow in the flow direction can be improved, this contributes to the flow stabilization, which can weaken the strength of the turbulent flow and ultimately lead to a reduction in frictional resistance. For example, in the case of a ship, about 80% or more of the total resistance acting on the ship during operation is the frictional resistance caused by the friction with the fluid. In the case of a fluid pipe network in which a fluid flows, a high-capacity pump and a compressor are required to overcome frictional resistance caused by fluid flow.

따라서, 유체와 접촉하며 유체 내부를 빠른 속도로 이동하는 배나 잠수함과 같은 운송체의 경우 마찰저항 감소를 통하여 인해서 추진에 필요한 연료의 소모를 줄일 수 있고, 관로 유동과 같이 관 내부에서 유체가 빠른 속도로 이동되는 경우 내부의 면과 유체 사이의 마찰저항을 감소시키면 유체 수송에 필요한 에너지가 감소되어 더 효율적으로 더 멀리 수송이 가능할 수 있다. 따라서, 이러한 물체의 표면과 유체와의 마찰저항을 줄이기 위한 연구가 행해져 오고 있다.Accordingly, in the case of a carrier such as a ship or a submarine which moves at a high speed in contact with a fluid and moves at a high speed within the fluid, it is possible to reduce the consumption of fuel required for propulsion due to reduction in frictional resistance, , Reducing the frictional resistance between the inner surface and the fluid reduces the energy required to transport the fluid, allowing more efficient delivery of the fluid more efficiently. Therefore, studies have been made to reduce frictional resistance between the surface of such an object and the fluid.

그러나, 종래에는 선박이나 비행기 또는 자동차와 같은 물체 상에 유체와의 마찰저항을 감소시키기 위해 추가적인 구조물을 설치할 경우, 제작이 어려움과 더불어 규모가 큰 경우에는 설치하기 까다로운 문제점이 있어 관련 기술의 비용 대비효과가 미미하거나 비현실적이어서 그 적용성에 심각한 한계를 가지고 있다. 또한, 마찰저항을 증대시킬 필요가 있는 경우에는 사용 상의 제한이 발생되는 문제점이 있다.However, conventionally, when an additional structure is installed on an object such as a ship or an airplane or an automobile to reduce frictional resistance with respect to a fluid, it is difficult to manufacture it and, in addition, The effect is insignificant or impractical and has serious limitations on its applicability. In addition, when it is necessary to increase the frictional resistance, there is a problem that limitation on use occurs.

이러한, 물체 표면의 마찰저항을 감소시키는 구조는, 대한민국공개특허공보 제2004-0046262호(2004.06.05)에 제시된다.Such a structure for reducing the frictional resistance of the object surface is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-0046262 (Jun. 2004).

본 발명은, 유체와 닿는 물체 표면에서 일어나는 유체와의 마찰저항을 제어할 수 있음과 더불어 제작이 용이한 물체의 표면구조를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a surface structure of an object which can control frictional resistance between a fluid coming into contact with a fluid and a fluid occurring on the surface of the object, and which is easy to manufacture.

본 발명은, 유체와 접촉하여 마찰저항을 일으키는 물체의 표면구조에 있어서, 상기 물체의 표면에 형성되고 친수성을 나타내는 친수성 영역, 상기 친수성 영역과 인접배치되도록 상기 물체의 표면에 형성되고, 소수성을 나타내는 소수성 영역을 포함하고, 상기 친수성 영역 및 소수성 영역은 상기 유체와 상기 물체의 표면 사이에 마찰저항을 커지게 하거나 작아지게 하도록 제어할 수 있게 일정한 패턴으로 형성되는 물체의 표면구조를 제공한다.The present invention relates to a surface structure of an object which causes friction resistance in contact with a fluid, the surface structure comprising a hydrophilic region formed on the surface of the object and exhibiting hydrophilicity, a hydrophilic region formed on the surface of the object so as to be adjacent to the hydrophilic region, Wherein the hydrophilic region and the hydrophobic region provide a surface structure of the object formed in a constant pattern so as to be controllable so as to increase or decrease the frictional resistance between the fluid and the surface of the object.

또한, 상기 일정한 패턴은, 상기 친수성 영역 및 상기 소수성 영역이 서로 교번적으로 형성되고, 상기 친수성 영역 및 상기 소수성 영역은 각각 상기 유체의 유동방향과 일치하는 방향으로 연장 형성될 수 있다.In addition, the hydrophilic region and the hydrophobic region may be alternately formed, and the hydrophilic region and the hydrophobic region may each extend in a direction coinciding with the flow direction of the fluid.

또한, 상기 일정한 패턴은, 상기 친수성 영역 및 상기 소수성 영역이 서로 교번적으로 형성되고, 상기 친수성 영역 및 상기 소수성 영역은 각각 상기 유체의 유동방향과 일치하는 방향으로 파형으로 연장 형성될 수 있다.In addition, the hydrophilic region and the hydrophobic region may be alternately formed, and the hydrophilic region and the hydrophobic region may each be extended in a waveform in a direction coinciding with the flow direction of the fluid.

또한, 상기 일정한 패턴은, 상기 친수성 영역 및 소수성 영역이 서로 교번적으로 형성되고, 상기 유체의 유동방향을 기준으로 기울기를 가지도록 연장될 수 있다.In addition, the predetermined pattern may be formed such that the hydrophilic region and the hydrophobic region are alternately formed, and the hydrophilic region and the hydrophobic region may be extended to have a slope based on the flow direction of the fluid.

또한, 상기 일정한 패턴은, 상기 친수성 영역 및 소수성 영역이 서로 엇갈리는 격자무늬로 형성될 수 있다.In addition, the constant pattern may be formed in a lattice pattern in which the hydrophilic region and the hydrophobic region are staggered from each other.

또한, 상기 일정한 패턴은, 상기 친수성 영역 및 소수성 영역이 서로 교번적으로 형성되고, 각 반지름이 커지는 원형의 띠 형상으로 형성될 수 있다.In addition, the constant pattern may be formed in a circular band shape in which the hydrophilic region and the hydrophobic region are alternately formed and the radius is increased.

또한, 상기 일정한 패턴의 형성 방향은, 상기 물체가 이루는 굴곡에 따라 유체가 흐르면서 발생되는 한계 유선(Limit streamline)을 따라 형성될 수 있다.In addition, the formation direction of the constant pattern may be formed along a limit stream line generated by flowing the fluid according to the bending of the object.

본 발명에 따른 물체의 표면구조는, 유체와 접촉하여 마찰저항을 일으키는 물체의 표면에 상호 접하도록 친수성 영역 및 소수성 영역을 일정한 패턴으로 형성하여, 상기 유체와 상기 물체의 표면 사이에 마찰저항을 커지게 하거나 작아지게 하도록 제어할 수 있게 된다.The surface structure of an object according to the present invention is characterized in that a hydrophilic region and a hydrophobic region are formed in a constant pattern so as to be in contact with a surface of an object which is brought into contact with a fluid and causes frictional resistance to form a frictional resistance between the fluid and the surface of the object Thereby making it possible to control to make it smaller or smaller.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물체의 표면구조를 나타낸 개념도이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 물체의 표면구조를 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명 또 다른 실시예에 따른 배관의 모습을 나타낸 사시도,
도 8 내지 도 11은 각각 물체의 표면 윤곽을 따라 형성되는 유선의 모습을 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual view showing a surface structure of an object according to an embodiment of the present invention.
2 to 6 are conceptual diagrams showing the surface structure of an object according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a piping according to another embodiment of the present invention. FIG.
Figs. 8 to 11 are conceptual diagrams showing the state of the wire formed along the surface contour of the object, respectively.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물체의 표면구조를 나타낸 개념도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 상기 물체의 표면구조는, 유체와 접촉하여 마찰저항을 일으키는 친수성 영역(11)과 소수성 영역(12)을 포함하고 있다.1 is a conceptual view showing a surface structure of an object according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the surface structure of the object according to an exemplary embodiment includes a hydrophilic region 11 and a hydrophobic region 12 that cause frictional resistance in contact with a fluid.

상기 친수성 영역(11)은 상기 물체(10)의 표면에 형성되고 상기 물체(10)의 표면에 물방울이 상대적으로 크게 맺히는 친수성을 나타낸다. 상기 물체(10)의 표면이 친수성을 나타내는 방법은 표면에 특수한 처리를 하거나, 표면에 친수성을 갖는 도료를 도포하는 것을 바람직하나 이에 한정하지 않고 친수성 재질의 박판을 상기 물체(10) 표면에 접착제나 용접 또는 볼트와 같은 체결부재를 통해 밀착상태로 결합되게 할 수도 있음은 물론이다.The hydrophilic region 11 is formed on the surface of the object 10 and exhibits hydrophilicity such that water droplets are formed on the surface of the object 10 relatively large. The surface of the object 10 exhibits hydrophilicity, but it is preferable to apply a special treatment to the surface or apply a coating having hydrophilicity to the surface, but the present invention is not limited thereto, and a thin plate of a hydrophilic material may be provided on the surface of the object 10, But it is also possible to make them tightly coupled through a fastening member such as welding or bolt.

상기 소수성 영역(12)은 상기 친수성 영역(11)과 인접 배치되도록 상기 물체(10)의 표면에 형성되고, 상기 물체(10)의 표면에 물방울이 상대적으로 작게 맺히는 소수성을 나타낸다. 그리고, 상기 친수성 영역(11) 및 상기 소수성 영역(12)은 상기 유체와 상기 물체(10)의 표면 사이에 발생하는 마찰저항을 커지게 하거나 작아지게 제어할 수 있도록 일정한 패턴으로 형성된다.The hydrophobic region 12 is formed on the surface of the object 10 so as to be adjacent to the hydrophilic region 11 and has a hydrophobic property that water droplets are formed on the surface of the object 10 relatively small. The hydrophilic region 11 and the hydrophobic region 12 are formed in a predetermined pattern so as to control the frictional resistance generated between the fluid and the surface of the object 10 to be increased or decreased.

이때, 상기 물체(10)의 표면에 배치되는 상기 친수성 영역(11)과 상기 소수성 영역(12)을 형성하기 위한 일정한 패턴은, 상기 친수성 영역(11)과 소수성 영역(12)이 서로 번갈아면서 순차적으로 접하는 교번 배열구조로 형성될 수 있다. 이때, 상기 친수성 영역(11)과 상기 소수성 영역(12)은 각각 유체와의 마찰저항이 줄어들도록 상기 유체의 유동방향(F)과 일치하는 방향으로 직선형으로 연장되도록 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정하지 않고 도 2 및 도 3과 같이 상기 친수성 영역(11a) 및 상기 소수성 영역(12a)을 상기 유체의 유동방향(F)과 일치하는 방향으로 파형으로 연장 형성할 경우, 난류의 생성을 촉진시켜 상기 물체(10a)의 표면에서 상기 유체의 마찰저항을 증대시킬 수 있게 된다.The predetermined pattern for forming the hydrophilic region 11 and the hydrophobic region 12 disposed on the surface of the object 10 may be such that the hydrophilic region 11 and the hydrophobic region 12 alternate with each other As shown in FIG. In this case, the hydrophilic region 11 and the hydrophobic region 12 are formed to extend linearly in a direction coinciding with the flow direction F of the fluid so that the frictional resistance with the fluid is reduced. However, 2 and 3, when the hydrophilic region 11a and the hydrophobic region 12a are extended in a waveform in a direction coinciding with the flow direction F of the fluid, the generation of turbulent flow is promoted, It is possible to increase the frictional resistance of the fluid at the surface of the fluid 10a.

이같이, 도 1과 같이 상기 물체(10)의 표면에 형성된 친수성 영역(11)과 소수성 영역(12)은 각각 서로 다른 성질로 인해, 유체가 흐르는 일정한 직선형의 유로가 형성되는 것과 같은 효과를 가지게 된다. 상기 유체의 유동방향(F)과 상기 친수성 영역(11) 및 소수성 영역(12)이 이루는 유로의 방향이 일치할 경우, 상기 유체가 상기 물체(10)의 표면 상을 흐르면서 만드는 유동의 균일도가 향상된다. 이에 따라 상기 유체의 유동이 안정화되며, 안정화된 상기 유체의 유동에서는 난류의 생성이 억제된다. 이같이, 상기 물체(10)의 표면 근처에서 난류의 생성이 억제됨으로 인해 상기 물체(10)의 표면에서 발생하는 마찰저항이 감소하게 된다.1, the hydrophilic region 11 and the hydrophobic region 12 formed on the surface of the object 10 have the same effect as forming a constant linear flow path through which the fluid flows due to their different properties . When the flow direction F of the fluid coincides with the direction of the flow path formed by the hydrophilic region 11 and the hydrophobic region 12, the flow uniformity of the fluid flowing on the surface of the object 10 is improved do. Thereby stabilizing the flow of the fluid and suppressing the generation of turbulence in the stabilized flow of the fluid. As a result, the generation of turbulent flow is suppressed near the surface of the object 10, so that the frictional resistance generated on the surface of the object 10 is reduced.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 물체의 표면구조를 나타낸 개념도이다. 먼저, 도 4를 참조하면, 상기 물체(20)의 표면에 형성되는 상기 친수성 영역(21) 및 소수성 영역(22)의 일정한 패턴은, 서로 번갈아면서 순차적으로 접하는 교번 배열구조로 형성될 수 있는데, 상기 유체와의 마찰저항이 커지도록 상기 유체의 유동방향(F) 기준으로 기울기를 가지도록 연장 형성될 수 있다. 즉, 상기 친수성 영역(21) 및 소수성 영역(22)은 상기 유체의 유동방향(F)과 일정한 각도를 가지도록 형성될 수 있다. 도 4에서는 상기 친수성 영역(21) 및 소수성 영역(22)이 상기 유체의 유동방향(F)과 수직하게 배치된 것으로 도시하였으며, 이렇게, 상기 유체의 흐름 방향과 친수성 영역(21) 및 소수성 영역(22)의 연장방향이 90도를 이루는 패턴을 가지게 될 경우, 유동의 흐름 방향과 상술하였던 것과 같이 상기 친수성 영역(21) 및 소수성 영역(22)이 형성하는 유체의 유로가 서로 어긋나, 유체와 표면 간의 마찰저항을 커지게 할 수 있다.4 to 6 are conceptual views showing the surface structure of an object according to another embodiment of the present invention. 4, a predetermined pattern of the hydrophilic region 21 and the hydrophobic region 22 formed on the surface of the object 20 may be formed in an alternating arrangement structure in which the hydrophilic regions 22 and the hydrophobic regions 22 are in contact with each other in turn, And may have a slope based on the flow direction F of the fluid so as to increase the frictional resistance with the fluid. That is, the hydrophilic region 21 and the hydrophobic region 22 may be formed to have a certain angle with the flow direction F of the fluid. 4 shows that the hydrophilic region 21 and the hydrophobic region 22 are arranged perpendicular to the flow direction F of the fluid so that the flow direction of the fluid and the hydrophilic region 21 and the hydrophobic region 22 The fluid flow path formed by the hydrophilic region 21 and the hydrophobic region 22 are displaced from each other as described above with respect to the flow direction of the flow, It is possible to increase the frictional resistance between them.

도 5를 참조하면, 상기 물체(30)의 표면에 형성되는 상기 친수성 영역(31) 및 소수성 영역(32)의 일정한 패턴은 상기 유체의 방향에 따라 마찰저항을 높이거나 낮추도록, 상기 친수성 영역 및 소수성 영역이 격자무늬로 형성될 수 있다. 보다 상세하게는 상기 물체(30) 표면의 일부 구간(30a)은 친수성 영역(31) 및 소수성 영역(32)이 격자무늬로 형성되고 다른 구간(30b)은 제1유동방향(F1)과 일치하는 방향으로 친수성 영역(31) 및 소수성 영역(32)이 연장되도록 형성될 수 있다. 이러한 상기 친수성 영역(31) 및 소수성 영역(32)의 패턴 형상은 상기 일부 구간(30a)에서는 제1유동방향(F1)과 제2유동방향(F2) 모두에서 저항을 일으키나, 상기 다른 구간(30b)에서는 제1유동방향(F1)으로는 마찰저항이 줄어들고, 제2유동방향(F2)으로는 마찰저항이 늘어나게 된다. 이러한 형상을 이용하여, 상기 물체(30) 표면의 특정영역에서 특정방향으로 흐르는 유체에 대하여 저항을 늘리거나 줄일 수 있게 된다.5, the predetermined pattern of the hydrophilic region 31 and the hydrophobic region 32 formed on the surface of the object 30 may include a hydrophobic region and a hydrophobic region so as to increase or decrease the frictional resistance according to the direction of the fluid. The hydrophobic region can be formed into a lattice pattern. More specifically, in the section 30a of the surface of the object 30, the hydrophilic area 31 and the hydrophobic area 32 are formed in a lattice pattern and the other area 30b is coincident with the first flow direction F1 The hydrophilic region 31 and the hydrophobic region 32 may extend in the direction of the arrow. The pattern shape of the hydrophilic region 31 and the hydrophobic region 32 causes a resistance in the first flow direction F1 and the second flow direction F2 in the partial section 30a, , The frictional resistance decreases in the first flow direction F1 and the frictional resistance increases in the second flow direction F2. By using such a shape, it is possible to increase or decrease the resistance of the fluid flowing in a specific direction in a specific region of the surface of the object 30.

도 6을 참조하면, 상기 물체(40)의 표면에 형성되는 상기 친수성 영역(41) 및 소수성 영역(42)의 일정한 패턴은, 상기 친수성 영역(41) 및 소수성 영역(42)이 서로 번갈아면서 순차적으로 접하는 교번 배열구조로 형성될 수 있는데, 상기 친수성 영역(41) 및 상기 소수성 영역(42)은 각각 그 반지름이 커지는 원형의 띠 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 형상은 어느 방향에서 들어오는 유체의 유동방향(F)이든 마찰저항이 일어나게 된다. 따라서, 상기 물체(40)의 표면 중심부로 갈수록 유체가 느려지게 되면서 유체를 모이도록 하는 바, 마찰저항을 높일 수 있게 된다.6, a certain pattern of the hydrophilic region 41 and the hydrophobic region 42 formed on the surface of the object 40 is a pattern in which the hydrophilic region 41 and the hydrophobic region 42 alternate with each other , And the hydrophilic region 41 and the hydrophobic region 42 may be formed in a circular band shape having a larger radius. This shape causes frictional resistance to occur in the flow direction F of the fluid coming from either direction. Accordingly, the fluid is slowed down toward the center of the surface of the object 40, and the fluid is gathered, thereby increasing the frictional resistance.

도 7을 참조하면, 내부에 유체가 흐를 수 있는 배관(500)에 상기 친수성 영역(511) 및 상기 소수성 영역(512)을 형성한 상태도로서, 상기 배관(500)의 내부표면(510)에는 원주방향으로 상기 친수성 영역(511)과 소수성 영역(512)이 서로 번갈아면서 순차적으로 접하는 교번 배열구조로 형성되고, 각각의 상기 친수성 영역(511) 및 상기 소수성 영역(512)은 유체(521)가 흐르는 방향으로 연장되어 있다. 따라서, 상기 배관(500) 내부를 흐르는 유체(521)와 배관(500)의 내부표면(510) 사이의 마찰저항을 줄일 수 있다.7, the hydrophilic region 511 and the hydrophobic region 512 are formed in a pipe 500 in which a fluid can flow, and the inner surface 510 of the pipe 500 is provided with a circumferential The hydrophilic regions 511 and the hydrophobic regions 512 are formed in an alternating arrangement structure in which the hydrophilic regions 511 and the hydrophobic regions 512 are sequentially and alternately in contact with each other, . Therefore, frictional resistance between the fluid 521 flowing in the pipe 500 and the inner surface 510 of the pipe 500 can be reduced.

이러한 상기 패턴들 중 마찰저항을 줄이는 패턴을 선박, 함정, 잠수항 등의 수상 수중 운송체에 쓰이게 되면, 마찰저항의 약 80%를 감소할 수 있다. Among these patterns, when a pattern for reducing the frictional resistance is used for an underwater vehicle such as a ship, a ship, a diving port, etc., the frictional resistance can be reduced by about 80%.

또한, 항공기, 탄도 미사일, 로켓 발사체 등에 사용하여 유체의 마찰저항을 감소되게 할 수도 있다. 그리고, 어뢰, 함대함, 공대함, 함대공 수중/수상 미사일 등에 적용할 수도 있다. 또한, 수영복이나 요트, 보트 등에 적용하여 유체의 마찰저항을 감소되게 할 수도 있다. 아울러, 플랜트, 각종 기계장치, 건물이나 배관에 쓰이는 경우 배관내부를 흐르는 유체와 배관표면 사이의 유체저항을 줄일 수도 있음은 물론이다.It can also be used in aircraft, ballistic missiles, rocket launchers, etc. to reduce frictional resistance of the fluid. It can also be applied to torpedoes, fleets, ships, ships, sea / water missiles, and so on. In addition, it may be applied to a bathing suit, a yacht, a boat or the like to reduce the frictional resistance of the fluid. It is also possible to reduce the fluid resistance between the fluid flowing inside the pipe and the surface of the pipe when used in a plant, various mechanical devices, buildings, or pipelines.

도 8 내지 도 11은 각각 물체의 표면 윤곽을 따라 형성되는 유선의 모습을 나타낸 개념도이다. 즉, 도 8은 선박의 외측 표면(110)에 형성되는 한계 유선(120)을 나타낸 것이고, 도 9는 전투기(200)의 표면(210)에 형성되는 한계 유선(220)을 나타낸 것이며, 도 10은 자동차(300)의 표면(310)에 형성되는 한계 유선(320)을 나타낸 것이다. 그리고, 도 11은 기차(400)의 표면(410)에 형성되는 한계 유선(420)을 나타낸 것이다. 여기서, 일예로서 도 8을 참조하여 설명하면, 선박의 선체 외측 표면(110)에는 굴곡이 형성되며, 상기 선박이 물속에 잠기어 운행을 하는 동안에 물이 상기 선박의 선체 외측 표면을 스치며 지나가게 된다. 상기 선체 외측 표면에 바로 인접한 유체의 유선(유체 속도의 연장선)이 한계 유선(Limit streamline; 120)이며, 앞서 설명한 바와 같은 상기 일정한 패턴의 형성 방향은 상기 물체가 이루는 굴곡에 따라 유체가 흐르면서 발생되는 한계 유선(Limit streamline)을 따라 형성될 수 있다. 여기서, 상기 한계 유선(120)은 상기 선체의 외측 표면에 마찰력(전단응력)이 작용하는 방향을 나타낸다. 이러한 이유로 상기 한계 유선(120)을 표면마찰선(Skin friction line)이라고 하기도 한다. 즉, 상기 한계 유선(120)은 상기 선체의 외측 표면에 마찰력이 작용하는 방향을 가리키는 정보이므로, 한계 유선(120)을 따라 마찰력이 최대가 될 수 있다. 이러한 한계 유선을 따라 상기 일정한 패턴들 중 어느 하나가 형성되면 마찰력을 크게 하거나 작아지게 할 수 있다.Figs. 8 to 11 are conceptual diagrams showing the state of the wire formed along the surface contour of the object, respectively. 8 shows the marginal streamline 120 formed on the outer surface 110 of the vessel and FIGURE 9 shows the marginal streamline 220 formed on the surface 210 of the fighter 200, (320) formed on the surface (310) of the vehicle (300). 11 shows a limit wire 420 formed on the surface 410 of the train 400. In Fig. For example, referring to FIG. 8, a curvature is formed on the outer surface 110 of the hull of the ship, and water passes over the outer surface of the hull of the ship while the ship is running in the water . The streamline of the fluid immediately adjacent to the outer surface of the hull is a limit streamline 120. The formation direction of the constant pattern as described above is generated as the fluid flows along the curvature of the object May be formed along a limit streamline. Here, the limit wire 120 indicates the direction in which the frictional force (shear stress) acts on the outer surface of the hull. For this reason, the limit wire 120 may be referred to as a skin friction line. That is, since the limit wire 120 is information indicating the direction in which the frictional force acts on the outer surface of the hull, the frictional force along the limit wire 120 can be maximized. When one of the predetermined patterns is formed along the limit wire, the frictional force can be increased or decreased.

이와 같이, 일실시예의 상기 물체의 표면구조는, 유체와 접촉하여 마찰저항을 일으키는 물체의 표면에 상호 접하도록 상기 친수성 영역(11,21,31,41) 및 소수성 영역(12,22,32,42)을 일정한 패턴으로 형성하여, 상기 유체와 상기 물체의 표면 사이에 마찰저항을 커지게 하거나 작아지게 하도록 제어할 수 있게 된다.As described above, the surface structure of the object of the embodiment includes the hydrophilic regions 11, 21, 31, and 41 and the hydrophobic regions 12, 22, 32, and 32 so as to be in contact with the surface of the object, 42 can be formed in a constant pattern to control the frictional resistance between the fluid and the surface of the object to be increased or decreased.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10,20,30,40: 물체 11,21,31,41: 친수성 영역
12,22,32,42: 소수성 영역10, 20, 30, 40: Object 11, 21, 31, 41:
12, 22, 32, 42: hydrophobic region

Claims (7)

유체와 접촉하여 마찰저항을 일으키는 물체의 표면구조에 있어서,
상기 물체의 표면에 형성되고 친수성을 나타내는 친수성 영역과;
상기 친수성 영역과 인접배치되도록 상기 물체의 표면에 형성되고, 소수성을 나타내는 소수성 영역을 포함하고,
상기 친수성 영역 및 소수성 영역은 상기 유체와 상기 물체의 표면 사이에 마찰저항을 커지게 하거나 작아지게 하도록 제어할 수 있게 일정한 패턴으로 형성되며,
상기 일정한 패턴은,
상기 친수성 영역 및 상기 소수성 영역이 서로 교번적으로 형성되고, 상기 친수성 영역 및 상기 소수성 영역은 각각 상기 유체의 유동방향과 일치하는 방향으로 파형으로 연장 형성되는 물체의 표면구조.In the surface structure of an object which is in contact with a fluid to cause frictional resistance,
A hydrophilic region formed on the surface of the object and exhibiting hydrophilicity;
A hydrophobic region formed on the surface of the object so as to be adjacent to the hydrophilic region and exhibiting hydrophobicity,
Wherein the hydrophilic region and the hydrophobic region are formed in a predetermined pattern so as to control the frictional resistance between the fluid and the surface of the object to be increased or decreased,
The predetermined pattern may be a pattern,
Wherein the hydrophilic region and the hydrophobic region are alternately formed, and the hydrophilic region and the hydrophobic region each extend in a waveform in a direction coinciding with the flow direction of the fluid. 유체와 접촉하여 마찰저항을 일으키는 물체의 표면구조에 있어서,
상기 물체의 표면에 형성되고 친수성을 나타내는 친수성 영역과;
상기 친수성 영역과 인접배치되도록 상기 물체의 표면에 형성되고, 소수성을 나타내는 소수성 영역을 포함하고,
상기 친수성 영역 및 소수성 영역은 상기 유체와 상기 물체의 표면 사이에 마찰저항을 커지게 하거나 작아지게 하도록 제어할 수 있게 일정한 패턴으로 형성되며,
상기 일정한 패턴은,
상기 친수성 영역 및 소수성 영역이 서로 교번적으로 형성되고, 상기 유체의 유동방향을 기준으로 기울기를 가지도록 연장되는 물체의 표면구조.In the surface structure of an object which is in contact with a fluid to cause frictional resistance,
A hydrophilic region formed on the surface of the object and exhibiting hydrophilicity;
A hydrophobic region formed on the surface of the object so as to be adjacent to the hydrophilic region and exhibiting hydrophobicity,
Wherein the hydrophilic region and the hydrophobic region are formed in a predetermined pattern so as to control the frictional resistance between the fluid and the surface of the object to be increased or decreased,
The predetermined pattern may be a pattern,
Wherein the hydrophilic region and the hydrophobic region are alternately formed, and the hydrophilic region and the hydrophobic region are extended so as to have a slope with respect to the flow direction of the fluid. 유체와 접촉하여 마찰저항을 일으키는 물체의 표면구조에 있어서,
상기 물체의 표면에 형성되고 친수성을 나타내는 친수성 영역과;
상기 친수성 영역과 인접배치되도록 상기 물체의 표면에 형성되고, 소수성을 나타내는 소수성 영역을 포함하고,
상기 친수성 영역 및 소수성 영역은 상기 유체와 상기 물체의 표면 사이에 마찰저항을 커지게 하거나 작아지게 하도록 제어할 수 있게 일정한 패턴으로 형성되며,
상기 일정한 패턴은,
상기 친수성 영역 및 소수성 영역이 서로 엇갈리는 격자무늬로 형성된 물체의 표면구조.In the surface structure of an object which is in contact with a fluid to cause frictional resistance,
A hydrophilic region formed on the surface of the object and exhibiting hydrophilicity;
A hydrophobic region formed on the surface of the object so as to be adjacent to the hydrophilic region and exhibiting hydrophobicity,
Wherein the hydrophilic region and the hydrophobic region are formed in a predetermined pattern so as to control the frictional resistance between the fluid and the surface of the object to be increased or decreased,
The predetermined pattern may be a pattern,
A surface structure of an object formed of a lattice pattern in which the hydrophilic region and the hydrophobic region are staggered from each other. 유체와 접촉하여 마찰저항을 일으키는 물체의 표면구조에 있어서,
상기 물체의 표면에 형성되고 친수성을 나타내는 친수성 영역과;
상기 친수성 영역과 인접배치되도록 상기 물체의 표면에 형성되고, 소수성을 나타내는 소수성 영역을 포함하고,
상기 친수성 영역 및 소수성 영역은 상기 유체와 상기 물체의 표면 사이에 마찰저항을 커지게 하거나 작아지게 하도록 제어할 수 있게 일정한 패턴으로 형성되며,
상기 일정한 패턴은,
상기 친수성 영역 및 소수성 영역이 서로 교번적으로 형성되고, 각 반지름이 커지는 원형의 띠 형상으로 형성된 물체의 표면구조.In the surface structure of an object which is in contact with a fluid to cause frictional resistance,
A hydrophilic region formed on the surface of the object and exhibiting hydrophilicity;
A hydrophobic region formed on the surface of the object so as to be adjacent to the hydrophilic region and exhibiting hydrophobicity,
Wherein the hydrophilic region and the hydrophobic region are formed in a predetermined pattern so as to control the frictional resistance between the fluid and the surface of the object to be increased or decreased,
The predetermined pattern may be a pattern,
Wherein the hydrophilic region and the hydrophobic region are formed alternately with each other and formed into a circular band shape having a larger radius. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 일정한 패턴의 형성 방향은,
상기 물체가 이루는 굴곡에 따라 유체가 흐르면서 발생되는 한계 유선(Limit streamline)을 따라 형성된 물체의 표면구조.The method according to any one of claims 1 to 4,
The formation direction of the constant pattern may be,
A surface structure of an object formed along a limit stream line generated by a fluid flowing along the curvature of the object. 삭제delete 삭제delete
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