국정환 연구실은 기계항공우주공학부를 기반으로 첨단 구조물, 음향 시스템, 메타물질, 햅틱 장치 등 다양한 공학적 시스템의 지적설계 및 최적설계 연구를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 유한요소법, 파동기반법, 경계요소법 등 첨단 해석 기법과 결합된 위상 최적화, 형상 최적화, 다목적 최적화 등 다양한 최적설계 방법론을 개발하여, 구조물의 강성, 진동, 소음, 열전달 등 여러 물리적 특성을 동시에 고려한 최적의 설계안을 도출하고 있습니다. 특히, 음향-구조 연성 문제, 다중 물리장 연성 문제 등 복잡한 시스템의 최적설계에 중점을 두고 있으며, 라우드스피커, 마이크로폰, 방음벽, 메타물질 등 다양한 응용 분야에서 최적화 기법을 적용하여 실질적인 성능 개선을 달성하고 있습니다. 최신 통계적 최적화, 진화 알고리즘, 글로벌 최적화 기법을 도입하여 기존의 경험적 설계 방식에서 벗어나 체계적이고 효율적인 설계 프로세스를 확립하고 있습니다. 음향 및 진동 제어를 위한 메타물질 및 마이크로 구조 설계 연구도 활발히 진행 중입니다. 국부 공진 메타물질, 다중 밴드 갭 메타물질, PVC 파이프 배열 기반 음향 메타물질 등 다양한 형태의 메타구조를 설계하고, 수치해석 및 실험을 통해 그 성능을 검증하고 있습니다. 이러한 연구는 저주파 대역에서의 진동 저감, 소음 차단, 음향 투명 방음벽, 구조물의 방사 소음 저감 등 다양한 응용 분야에 적용되고 있습니다. 또한, 햅틱 디스플레이, 재활운동기구, 전자기기 냉각용 히트싱크 등 실제 산업 현장에 적용 가능한 혁신적 제품 설계에도 연구 결과가 활용되고 있습니다. 특허 및 산학협력 프로젝트를 통해 연구성과의 실용화와 기술이전에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 국정환 연구실은 앞으로도 인공지능, 데이터 기반 설계, 다분야 연계 최적화 등 미래 지향적 연구를 지속적으로 추진하여, 기계공학 및 음향공학 분야의 학문적 발전과 산업적 혁신에 기여할 것입니다.