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주요 연구과제 현황

모든 분야의 관문과 같은 존재, 전산유체공학

2013-07-30 243

전산유체공학 실험실 (Computational Fluid Mechanics Lab)

 

항공우주 및 기계공학부 김문상 교수님

 

 

연구실과 연구실에서 현재 연구하고 계신 분야에 대해 설명해주세요.

우리 연구실에서는 공학문제를 푸는 방법 중 전산수치해석을 이용합니다. 유체역학을 사용하여 실험을 하거나 이론을 중심으로 연구할 수도 있겠지만 우리 연구실에서는 주로 수치해석을 이용하는 전산유체역학의 분야를 연구합니다.

또한 유체역학과 관련된 모든 분야를 연구하고 있습니다. 최근에는 GM KOREA에서 프로젝트를 받아 자동차의 공역 성능을 해석하고 있습니다. 자동차가 달리다 보면 자동차 뒤에 와류가 생겨 자동차에 압력이 가해지고, 주행하기 어렵도록 항력과 양력이 생깁니다. 자동차 사이드미러의 경우에도 설계에 따라 항력이 가감될 수 있습니다. 또한 사이드미러에 공기가 지나가면 유동이 복잡해져 소음이 유발됩니다. 이러한 공역설계와 공역소음을 연구하고 있습니다.

연구실에서 최근까지는 무인항공기에 대해 연구했었습니다. 축구공은 회전하며 커브를 만들지만 무회전킥은 회전을 하지 않기에 진행 방향을 예측할 수 없습니다. 이러한 상황은 소형비행체에도 나타날 수 있습니다. MAV(Micro Air Vehicle)이 어떻게, 얼마나 자주, 얼마나 많이 진동하는가를 전산유체역학을 통해 해석합니다. 이 연구의 스폰서는 미국공군으로, 우리가 도출한 연구결과는 무인비행기를 만드는데 참고될 것입니다.

조만간 전기자동차의 열유동해석을 연구할 계획입니다. 전기자동차는 충전셀을 바닥 부분에 설치하기 때문에 일반 자동차와는 그 구조가 다릅니다. 이 셀에서 열이 발생하므로 쿨링(cooling)장치가 필요합니다. 자동차가 항공기와 비슷하기에 자동차에 대한 연구를 많이 합니다.

 

전산유체공학이 적용될 수 있는 분야에 대해서 알려주세요.

전산유체공학은 하나의 도구입니다. 공대에서는 자연현상을 파악한 후 그것을 해석하기위해 방정식이라는 수학적인 도구를 이용합니다. 특히 전산유체공학이 응용될 수 있는 분야는 무궁무진합니다. 항공기의 외형이나 엔진은 물론 고속전철의 전두부현상, 자동차, 조선업, 전자산업에서도 이용될 수 있습니다. 심지어 건물 설계에도 유체역학이 적용됩니다. 따라서 물체 주위에 유체가 지나가는 것이라면 뭐든지 연구할 수 있습니다.

 

전산유체공학의 장점은 무엇인가요?

위의 연구들은 실험으로도 할 수 있는 것이나 전산유체공학은 수치해석을 이용합니다. 이러한 연구의 특징은 해석대상의 크기와 장소에 구애가 없다는 점입니다. 보통의 실험은 물건을 만들고 실험 조건을 비슷하기 하기 위해 돈이 많이 듭니다. 또한 물건 제작 시간과 실험 준비 시간으로 인해 실험 시간이 많이 소요되며 실험 대상 등에 제약적입니다. 하지만 전산유체공학의 경우 실험 구조물을 만들지 않고도 계산이 가능하며 실험으로 인한 오차가 없기에 정확성이 뛰어납니다.

 

연구실에서 활동한 학생들은 어떤 진로를 가질 수 있나요?

열유동해석에 관련한 모든 분야에 진출이 가능합니다. 앞서 말한 것처럼, 전산유체공학은 다양한 분야에서 활동되기 때문에 그만큼 더 많은 분야에서 활약할 수 있습니다. 우리 연구실에서 활동했던 학생들은 현재 LG전자 차세대 냉장고 개발팀, 삼성물산, STX, GM KOREA, 만도기계 등에서 일하고 있습니다. 또한 순수하게 전산유체에 관련 업무만 하는 소프트웨어 기술업체에도 취직할 수 있습니다.

 

연구실에게 관심이 있는 학우들에게 도움이 될 만한 과목이 있다면 추천해주세요.

기본적인 유체역학을 가장 필요로 합니다. 또한 컴퓨터과목인 수치해석도 수강하면 좋습니다. 이렇게만 한다면 충분한 능력을 가졌다고 볼 수 있습니다. 더불어 우리 학부에서 지정한 필수과목도 성실히 공부하면 좋습니다.

 

학생들에게 조언 한마디 부탁드립니다.

자기가 하고자 하는 일을 하세요. 내가 좋아하는 과목이면 공부를 덜하더라도 기억하는게 많습니다. 대부분의 사람에게 대학은 마지막 교육기관입니다. 대학에서 전공과 평생을 살아갈 지식을 배웁니다. 그런데도 자기가 맘에 들지 않은 일을 하게 된다면 그 일은 결국 스트레스를 가져올 수밖에 없습니다. 자기가 하고자 하는 분야가 무엇인지 알고, 그것에 관련된 자신의 잠재력을 키우세요. 내가 할 수 있은 일을 분명히 할 수 있다는 긍정적인 생각과 성실히 임하는 자세가 중요합니다.

 

정주아 기자

juayori@kau.ac.kr

항공대신문 2011. 05. 09 MON NO.1085