[이슈메이커=임성희 기자]
‘유체역학’ 컴퓨터로 해석한 모델링, 해양산업과 다양한 산업에 응용
한국전산유체공학회 ‘신진연구자상’ 수상
유체역학 중 난류 연구에 전문성
대학이 섬에 있다니, 주변이 바다로 둘러싸인 국립한국해양대 아치캠퍼스의 경관은 국내 대학 중에 몇 손가락 안에 들지 않을까? 아름다운 천혜의 환경은 연구자들에게 최적의 아이디어 촉진제라는 생각이 든다. 이 학교 기계공학부에 속한 윤민 교수는 2024 한국전산유체공학회 추계학술대회 및 정기총회에서 제 3회 신진연구자상을 받으며 전산유체역학(CFD; Computational Fluid Dynamics) 분야의 신성으로 주목받고 있다. 다른 역학들에 비해 어렵다는 유체역학을 전산으로 해석해 모델링을 만드는 그는 국립한국해양대의 특징을 살려 해양 분야 특성화로 시너지를 높이고 있다.
난류 모델링 연구, 기후 및 산업에 미칠 영향 기대
학위 때 난류(亂流,Turbulent flow) 기초연구를 하며 모델링과 접목해 전문성을 쌓은 윤민 교수는 대학부임 이전 한국원자력연구원에서 노심(爐心) 열 유동 해석과 응용 분야에 관한 연구를 수행했다. 그는 기체와 액체를 다루는 유체공학 전공자로서 바람과 파도를 직접 몸으로 느낄 수 있는 자연환경을 가진 국립한국해양대(이하 해양대)에 관심을 두고 지원해 좋은 기회로 부임할 수 있었다고 소개했다. 2021년 3월 코로나 팬데믹 때 부임해 강의도 생소한데 학생들과의 대면이 힘들어 녹화 수업으로 대체하는 것이 큰 난관이었다고 부임 초기를 회상한 윤민 교수는 “학교 경치가 좋아서 자주 산책하며 학교 적응에 많은 도움을 받았습니다”라고 해양대에 부임했기 때문에 받을 수 있었던 선물인 자연환경에 큰 위로를 받았다고 전했다. 그가 유체역학 중 전공한 난류는 유체의 흐름이 바르지 않고 상하좌우로 섞이면서 흐르는 것으로 특히 난류의 영향으로 비행기가 비행 중 흔들리거나 고도가 급변하기도 한다. 그는 이러한 난류의 생성 원인과 제어 방법 등을 컴퓨터로 시뮬레이션하고 해석해서 어떻게 공학적으로 적용할지를 연구했다. “물리학에 가까운 기초연구였고, 하나하나 코딩하면서 정말 재미있게 연구했습니다” 그는 난류 모델링 연구가 기업들에 모델링 프로그램을 제공할 수 있고, 슈퍼컴퓨터를 사용하는 기후 예측에 정확도를 높일 가능성을 제시할 수 있다며 산업 및 기후에 미칠 수 있는 영향을 언급했다.
전산 해석 기반으로 유체공학 문제 해결
윤민 교수는 열유동제어연구실을 열고 크게 4가지 연구를 진행하고 있다. 첫 번째는 앞에서 설명한 난류 모델링 및 유동 제어 연구다. 둘째는 진동 수주형 파력 발전용 공기 터빈으로 파도를 사용해 전기를 만드는 신재생에너지 분야이며, 해양 특성화를 살린 연구이기도 하다. 개발도상국 및 격오지 에너지 공급에 적합한 발전으로 기대된다. 셋째는 선박 풍력 보조 추진 장치 연구로 해양대 LINC 사업 지원을 받아 진행하고 있다. 이 또한 해양 특성화를 살린 연구로 선박의 에너지 절감에 도움을 줘 2050년까지 탄소중립을 목표로 하는 국제해사기구(IMO) 방침인 ‘IMO 2050’를 실현하는 데 도움을 줄 수 있는 연구이다. 마지막 연구는 수소 폭발 관련 연구로 다양한 조건 및 환경에서 수소 폭발을 시뮬레이션하여 안전한 수소에너지 시스템 구축에 도움을 줄 수 있다. “학생들이 탄소중립과 수소에 관심이 많아 관련 연구를 활발히 진행 중입니다” 그는 얼마 전 2024 한국전산유체공학회 추계학술대회 및 정기총회에서 제 3회 신진연구자상을 받았다. 30년 역사를 가진 학회에서 신진연구자상이 만들어진 지 3년째인 해에 수상해 개인 연구자로서 발걸음을 내디딘 지 얼마 안 된 그에게는 굉장히 의미 있는 상이다. 전산유체역학을 이용한 항력 감소, 난류, 열 유동 제어 등의 이론 연구들과 진동 수주형 파력 발전용 공기 터빈 및 선박 풍력 보조 추진 장치에 대한 응용 연구를 수행해 이론과 응용 연구의 균형을 맞춘 윤 교수에게 수상의 영예가 주어졌다. “생각지도 못했는데 상을 주셔서 학회에 너무 감사합니다. 학회에 봉사하고 학생들에게 전산유체역학을 알리기 위해 학부나 대학원에서 열심히 교육하겠습니다”
“훌륭한 공학자 육성하기 위해 최선”
부산에 수많은 중소기업이 있어 이 기업들이 연구적인 문제에 어려움을 겪지 않게 도움을 주며 상생 관계를 유지하고 싶다는 윤민 교수는 “좋은 연구나 흐름을 따르는 연구를 잘하기 위해 산업체와 상생 관계를 맺는 것도 중요하지만 훌륭한 공학자를 육성하는 것이 더 중요하다고 생각합니다. 학생 눈높이에 맞춰 능력을 최대한 끌어낼 수 있도록 지도하겠습니다”라고 밝혔다. 그리고 이에 덧붙여 “학생들이 안 되거나 실패한 것들을 숨기려는 경우가 있는데 숨기지 말고 다 같이 공유한다면 더 좋은 성과를 낼 수 있는 발판이 되리라 생각합니다. 그래서 매주 세미나를 통해 다 같이 연구를 공유하는 과정을 거치고 있습니다”라며 학생들의 동기부여를 위해 노력하고 있다고 말했다.
코로나 팬데믹 기간에 부임해 연구실 세팅이 좀 늦어져 연구실을 꾸리고 학생들이 찾아와 연구그룹으로서의 면모를 갖춘 지 얼마 안 됐다며 그는 “이제 연구를 시작한 걸음마 단계인데요, 앞으로 당분간은 해양에너지 분야에 집중할 생각입니다. 그리고 산학에 바로 적용할 수 있는 것들도 진행해보려 합니다”라며 “지금은 컴퓨터를 활용한 전산 해석만 하고 있는데요, 실험 장치도 갖춰서 실험과 시뮬레이션을 같이 상호 조합하고 싶은 계획이 있습니다. 이론적인 걸 검증하고, 실험할 수 없는 것은 시뮬레이션하며 상호 보완한다면 데이터 정확도가 훨씬 높아질 것입니다”라고 밝혔다.
해양 분야 특성화를 살린 윤민 교수의 전산유체역학이 그만의 정체성을 갖춘 연구로 자리 잡길 바라며, 그가 해양대를 대표하는 연구자로 성장하길 기대해본다.
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