한승호 연구실은 기계요소 설계의 이론과 실무를 바탕으로 다양한 산업용 밸브와 핵심 기계부품의 구조 설계를 수행한다. 특히 글로브 밸브, 니들 밸브, 버터플라이 밸브, 체크 밸브, 안전릴리프밸브와 같은 유체 제어 장치의 형상 설계와 작동 안정성 확보에 집중하며, 고압·고차압·극저온 환경에서도 신뢰성 있게 동작하는 제품 개발을 주요 목표로 삼고 있다. 연구는 단순한 부품 설계에 그치지 않고 유동, 구조, 열전달, 밀봉 성능을 통합적으로 고려하는 시스템 수준의 설계 접근을 특징으로 한다. 이 연구실은 CFD, 구조해석, 열해석, 유체-구조 연성해석(FSI), 형상 최적화 기법을 활용하여 밸브 내부 유동의 공동현상, 압력 강하, 유량계수 변화, 디스크 거동, 접촉압력 분포 등을 정밀하게 평가한다. 최근에는 3-way 글로브 밸브의 공동현상 해석, 고압 수소용 밸브의 유동 특성 평가, 체크 밸브 포핏의 동적 거동 분석, 메탈시트 기반 누설 방지 설계 등 실제 산업 수요와 직결된 주제를 다수 다루고 있다. 또한 설계 코드와 규격 기반의 파라메트릭 설계 프로세스를 구축하여 제품 개발의 효율성과 표준 적합성을 동시에 높이고 있다. 이러한 연구는 수소 충전소, 액화수소 저장 및 이송 시스템, 플랜트 배관, 발전 설비 등 고신뢰성 유체기기 분야에 직접 적용될 수 있다. 연구실의 특허와 산학협력 과제는 연구 성과가 현장 적용 단계까지 이어지고 있음을 보여주며, 국산화가 필요한 고기능성 밸브와 핵심 기계요소 개발에 중요한 역할을 한다. 앞으로도 연구실은 정밀 설계, 내구성 향상, 안전성 확보를 핵심 축으로 하여 차세대 에너지 및 플랜트 산업에 필요한 기계요소 기술을 발전시킬 것으로 기대된다.

연구실의 또 다른 핵심 분야는 피로설계와 구조 신뢰성 평가이다. 한승호 교수의 연구 배경과 저서에서 확인되듯이, 반복하중과 응력집중에 의해 발생하는 피로 파손 메커니즘을 이해하고 이를 설계 단계에서 예방하는 것이 연구의 중요한 축을 이룬다. 자동차 드라이브 샤프트, 서스펜션 모듈, 철도차량 대차프레임, 용접 구조물, 베어링 및 회전체 부품 등 다양한 기계구조물을 대상으로 피로수명 예측과 안전성 검증을 수행해 왔다. 이 분야의 연구에서는 유한요소해석을 기반으로 응력 분포와 응력집중 계수를 계산하고, S-N 선도, 균열진전 해석, 혼합모드 피로균열 거동 평가, 용접부 형상 통계 특성 반영 기법 등을 적용한다. 또한 실제 설계 문제에 대응하기 위해 공정능력지수, 직교배열, 반응표면법, 진화 알고리즘, 강건 최적설계 같은 방법을 활용하여 불확실성을 고려한 설계 최적화를 수행한다. 최근에는 구름 베어링 결함 검출, 결함 발생 확률 추정, CNN 기반 상태 분류처럼 데이터 기반 접근도 접목하여 전통적인 피로해석과 기계학습을 연결하는 확장 연구도 진행하고 있다. 피로설계와 신뢰성 평가는 기계부품의 수명 연장, 유지보수 비용 절감, 사고 예방에 직결되기 때문에 산업적 가치가 매우 크다. 특히 철도, 자동차, 에너지 설비, 산업기계와 같이 장시간 반복 운전이 요구되는 시스템에서는 설계 초기 단계의 신뢰성 검증이 필수적이다. 연구실은 실험, 해석, 최적화, 데이터 기반 진단을 결합한 종합적 접근을 통해 고신뢰성 기계부품 설계 기술을 축적하고 있으며, 이는 제조업의 품질 경쟁력 강화와 안전 중심 설계 문화 확산에 기여하고 있다.

한승호 연구실은 최근 수소에너지 시스템에 적용되는 극저온 기계부품과 유체기기의 설계 및 성능평가에 집중하고 있다. 액체수소, LNG와 같은 초저온 작동유체는 일반 상온 유체와 전혀 다른 열물성 및 밀봉 문제를 동반하므로, 밸브와 저장용기, 배관, 피팅, 릴리프 장치의 설계에서 열전달과 누설 방지, 단열 성능이 매우 중요하다. 연구실은 이러한 극한 운전환경에 적합한 니들 밸브, 진공자켓밸브, 안전릴리프밸브, 저장용기 부품의 설계 국산화와 성능 검증을 목표로 한다. 주요 연구 방법은 열전달 해석, 열-구조 연성해석, 유동해석, 누설 평가, 접촉압력 기반 메탈시트 설계, BOG(boil-off gas) 발생 및 배출 특성 분석 등이다. 실제 논문과 학술발표에서는 컴팩트형 극저온 니들 밸브의 히트싱크 최적화, 액체수소 저장탱크의 증발가스 평가, 극저온용 금속시트의 곡률 반경 변화에 따른 누설 특성, 이중 단열 배관의 열전달 성능, 슬로싱과 구조 거동의 연성해석 등이 지속적으로 다뤄지고 있다. 특히 공간 제약이 있는 설비를 위해 소형화된 극저온 밸브를 설계하면서도 누설 없는 안정적인 운전을 확보하는 것이 중요한 연구 과제이다. 이 연구는 수소경제 확산과 함께 급격히 중요성이 커지고 있는 저장·운송·충전 인프라의 핵심 기반기술과 직결된다. 초저온·고압 환경에서의 안정성 확보는 단순한 성능 문제가 아니라 안전과 상용화를 좌우하는 요소이기 때문에, 연구실의 해석 기반 설계기술과 시험평가 역량은 산업적 파급효과가 매우 크다. 앞으로도 연구실은 수소 관련 기자재의 신뢰성 향상, 열관리 기술 고도화, 국산 장비 개발을 통해 차세대 친환경 에너지 시스템 구현에 핵심적인 역할을 수행할 것으로 보인다.