이 연구 주제는 항공기 블레이드, 회전익, 박벽 복합재료 보와 같은 경량 고강성 구조물의 정밀 구조거동을 해석하고 설계하는 데 초점을 둔다. 연구실은 항공우주 구조물에서 널리 사용되는 적층 복합재료의 이방성, 단면 형상 효과, 세포형 폐단면 구조의 특성을 반영하여 실제 구조 응답을 정확하게 예측하는 모델을 발전시켜 왔다. 특히 단일 세포 및 이중 세포 단면을 갖는 박벽 복합재 보의 이론 정립과 블레이드 구조 특성 평가를 통해 회전익과 날개 구조 설계의 기초를 제공한다. 이 분야에서는 Timoshenko 보 이론, 가상일 원리, 유한요소법, 변분 정식화 등 고급 계산역학 기법이 핵심적으로 활용된다. 연구실의 논문과 학술발표에서는 다층 적층 복합재의 층간응력 연속성, 자유단 응력, 전단변형, 비틀림-굽힘 연계와 같은 비고전적 효과를 반영하는 해석 모델이 반복적으로 등장한다. 이러한 접근은 단순한 강성 계산을 넘어, 실제 항공 구조물에서 발생하는 응력 집중과 연성 거동을 정량적으로 파악하게 해 준다. 이 연구는 경량화와 고성능을 동시에 요구하는 항공우주 분야에서 매우 큰 실용적 가치를 가진다. 복합재 블레이드와 보의 구조 특성을 정밀하게 이해하면 설계 초기 단계에서 안정성, 내구성, 진동 특성을 함께 고려한 최적 설계가 가능해진다. 장기적으로는 헬리콥터 로터, 틸트로터 날개, 무인기 구조, 차세대 고효율 항공기 부품 개발에 직접 연결될 수 있으며, 고신뢰성 해석 기반 설계 체계 구축에도 기여한다.

연구실의 또 다른 핵심 축은 항공우주 구조물의 동적 거동과 공탄성 안정성을 규명하는 것이다. 회전하는 블레이드와 날개 구조는 공력, 관성력, 구조 탄성이 강하게 결합되어 있기 때문에 정적 해석만으로는 실제 운용 특성을 설명하기 어렵다. 이에 따라 연구실은 로터 블레이드, 틸트로터 복합재 날개, 무힌지 회전익 구조 등을 대상으로 고유진동, 진동응답, 허브하중, 와류 유도 효과, 플러터 및 와류-구조 상호작용을 체계적으로 연구해 왔다. 특히 틸트로터 복합재 날개 설계 최적화에서 whirl flutter 안정성을 고려한 연구는 구조동역학과 최적설계를 결합한 대표 사례다. 또한 전진비행 조건에서의 회전익 안정성, 복합재 연성거동이 진동 저감과 안정성 향상에 미치는 영향, ground resonance와 같은 실제 운용 문제를 다뤘다는 점에서 연구의 공학적 깊이가 크다. 이러한 연구는 실험 데이터와 수치해석을 연계하여 현실적인 설계 지침을 제시하는 방향으로 확장되었다. 구조동역학과 공탄성 연구는 항공기 안전성과 직결되는 핵심 영역이다. 진동과 불안정 현상을 사전에 예측하고 억제할 수 있어야 고속화, 대형화, 경량화가 진행되는 항공기 및 회전익 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있다. 이 연구실의 성과는 저진동 로터 개발, 회전익 안정성 향상, 차세대 수직이착륙기 설계, 항공우주 구조물의 성능 검증 기술 발전에 폭넓게 활용될 수 있다.

연구실은 항공우주 구조기술을 풍력에너지 시스템으로 확장하여 회전체 기반 에너지 장치의 성능과 안정성을 함께 다루는 연구도 수행해 왔다. 대표적으로 상반회전 풍력발전 시스템과 30kW급 풍력터빈의 공력성능 예측 연구를 통해, 회전익 공기역학과 구조해석 역량을 재생에너지 분야에 적용하였다. 이는 항공기 블레이드 연구에서 축적된 공력 및 구조 이해를 에너지 변환 시스템에 융합한 사례로 볼 수 있다. 이 연구에서는 로터 간 상호작용, 후류 특성, 풍속 변화, 피치 제어, 형상 최적화와 같은 요소가 중요한 변수로 고려된다. 단순히 발전량만 평가하는 것이 아니라, 블레이드 형상 변화가 공력성능과 구조 응답에 미치는 영향을 동시에 분석함으로써 시스템 수준의 설계 타당성을 검토한다. 학술발표 이력에서도 상반회전 풍차, 수직/수평축 통합형 시스템, 제어 알고리즘, 운전성능 평가 등 다양한 주제가 확인되어 공력-구조-제어의 통합적 접근이 연구실의 특징임을 보여준다. 이러한 연구는 고효율 풍력발전 시스템 개발과 신뢰성 향상에 실질적으로 기여한다. 특히 복합재 블레이드와 회전체 동역학에 대한 깊은 이해는 대형 풍력터빈의 경량화, 피로수명 향상, 진동 저감, 운전 안정성 확보에 유리하다. 앞으로는 항공우주 회전체 기술과 재생에너지 시스템 설계의 경계를 잇는 융합 연구로 발전할 가능성이 크며, 친환경 에너지 장치의 성능 고도화에도 중요한 기반이 된다.