Multiphysics & Multiscale Modelling Group(다중물리 및 멀티스케일 모델링 연구실)은 화학, 환경, 생명 및 바이오메디컬 시스템에서 발생하는 다양한 물리적, 화학적 현상을 수치적으로 해석하고 최적화하는 연구를 수행합니다. 본 연구실은 컴퓨터 기반의 유체역학(CFD)과 공정시스템공학(PSE) 기법을 활용하여, 복잡한 시스템 내 유동, 물질전달, 반응, 열전달 등 다양한 현상을 정밀하게 분석합니다. 이를 통해 실험적·임상적 데이터와 결합한 신뢰성 높은 예측 모델을 구축하고, 공정 및 장치의 설계와 운전 조건을 최적화하는 데 중점을 두고 있습니다. 특히, 멤브레인 기반의 분리 공정(역삼투, 정삼투, 멤브레인 증류, 가스 분리 등)과 관련된 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 멀티스케일 시뮬레이션, 고속 스크리닝, 3D 프린팅 및 나노소재를 활용한 멤브레인 및 스페이서 개발, 그리고 공정 시스템의 경제성 및 환경 영향 평가까지 통합적으로 다루고 있습니다. 이러한 연구는 해수담수화, 고순도 수소 생산, 리튬 회수, 암모니아 정제, 배터리 폐수 처리 등 다양한 산업적 응용 분야에 적용되고 있습니다. 생명 및 바이오메디컬 시스템 분야에서는 혈류 및 약물전달, 혈전 용해, 암 치료 등 생체 내 복잡 현상에 대한 다중물리 모델링과 시뮬레이션을 통해 환자 맞춤형 치료 전략을 제시하고 있습니다. 이미지 기반의 환자 맞춤형 모델링, 약물동태학과 혈전 용해 반응의 통합 시뮬레이션, 나노입자 기반 표적 약물전달 시스템의 최적화 등 첨단 바이오메디컬 공정 연구도 활발히 진행 중입니다. 또한, 탄소중립 및 청정에너지 공정(이산화탄소 포집 및 활용, 블루/그린 수소 생산, 암모니아 합성 등)에 대한 시스템 모델링, 공정 최적화, 경제성 및 환경 영향 평가를 통합적으로 수행하고 있습니다. 멤브레인 기반 가스 분리, 회전충전탑 등 첨단 공정 장치의 CFD 해석과 공정 시스템 엔지니어링 기법을 접목하여, 플랜트 설계 및 운전 조건의 최적화, 온실가스 저감량 평가, 라이프사이클 어세스먼트(LCA), 테크노이코노믹 어세스먼트(TEA) 등 실질적인 산업 적용을 위한 연구를 진행합니다. 연구실은 다양한 국가 및 산업체 과제를 수행하며, 첨단 시뮬레이션, 최적화, 경제성·환경성 평가를 융합한 통합적 연구를 통해 지속가능한 미래 에너지 및 바이오메디컬 시스템 구축에 기여하고 있습니다. 앞으로도 인공지능 및 머신러닝 기법과의 융합, 디지털 트윈 기반의 연구 등 새로운 융합 연구를 통해 학문적·산업적 가치를 창출할 계획입니다.