이 연구실의 핵심 축은 다물체 동역학(multibody dynamics)을 기반으로 복잡한 기계시스템의 운동, 하중, 진동, 접촉 거동을 정밀하게 해석하는 것이다. 차량, 로봇, 기어, 베어링, 프린터 메커니즘, 산업장비 등 실제 공학 시스템은 다수의 강체와 유연체가 연결된 형태로 구성되며, 이들의 상호작용은 비선형성과 시간의존성을 동시에 가진다. 연구실은 이러한 시스템을 수치적으로 모델링하여 설계 초기 단계에서 성능을 예측하고, 시제품 제작 이전에 문제를 발견할 수 있는 해석 체계를 발전시켜 왔다. 특히 유연 다물체 동역학, 접촉 알고리즘, 기구학·동역학 모델링, 모달 축소기법, 구조하중 계산, 진동 및 전달오차 분석 등 다양한 세부 주제를 폭넓게 다룬다. 학술 발표와 논문을 보면 기어 동역학, 저널 베어링 윤활 특성, 차량 서스펜션, 타이어 모델, 벨트 구동계, 회전체 불평형 보정, 추적차량 동역학 등 응용 범위가 매우 넓다. 이는 단순한 해석 기법 연구를 넘어, 다양한 산업 시스템에 범용적으로 적용 가능한 시뮬레이션 프레임워크를 구축하는 방향으로 연구가 전개되고 있음을 보여준다. 이러한 연구는 제조업과 모빌리티 산업에서 설계 효율과 신뢰성을 동시에 높이는 데 중요한 의미를 가진다. 실제 동작 환경에서 발생하는 접촉, 마찰, 변형, 진동, 유체와의 상호작용을 정량적으로 예측할 수 있으면, 부품 수명 향상과 소음·진동 저감, 최적 설계 자동화, 유지보수 비용 절감으로 이어질 수 있다. 따라서 이 연구 주제는 전통적인 기계공학 해석을 기반으로 하면서도 디지털 트윈, 실시간 해석, 고정밀 CAE 환경으로 확장되는 연구실의 정체성을 가장 잘 드러내는 분야라고 할 수 있다.

최근 연구실은 전통적인 모델 기반 해석에 데이터 기반 기법을 결합하는 방향으로 연구를 확장하고 있다. 단순히 물리 모델을 정교화하는 데 그치지 않고, 시뮬레이션 데이터와 실험 데이터, 메타모델, 심층신경망을 함께 활용해 복잡한 동역학 시스템을 더 빠르고 효율적으로 해석하는 방법을 제안하고 있다. 이는 대규모 계산이 필요한 유연 다물체 시스템이나 실시간성이 요구되는 디지털 트윈, 가상검증, 제어 연계 시뮬레이션 분야에서 매우 중요한 접근이다. 학회 발표 이력을 보면 DNN 기반 메타모델링, 데이터 통합 모델 기반 시뮬레이션, 시스템 보정 네트워크, 빅데이터 생성 기법, 불확실성 하 동역학 해석 등 데이터 중심 연구가 연속적으로 수행되고 있다. 이러한 방법론은 기존의 고충실도 시뮬레이션 결과를 학습하여 빠른 대체모델을 만들고, 필요한 경우 물리 기반 모델과 연동해 정확도와 계산 속도 사이의 균형을 맞추는 데 초점을 둔다. 또한 메타버스 환경에서의 차량 동역학 모델 개발, 실시간 다중 로봇 매니퓰레이터 해석, 데이터 기반 유연체 해석 등은 차세대 가상 엔지니어링 플랫폼으로의 응용 가능성을 보여준다. 이 연구는 산업 현장에서 요구하는 빠른 의사결정, 자동화된 설계 반복, 실시간 상태 예측에 직접적으로 기여할 수 있다. 향후에는 디지털 트윈 기반 유지관리, 지능형 제조, 자율 시스템 검증, 가상 제품 개발과 같은 분야와의 접점이 더욱 커질 것으로 예상된다. 즉, 이 연구실은 전통적인 동역학 해석 연구를 넘어 인공지능과 데이터사이언스의 도구를 적극적으로 흡수하면서, 차세대 CAE의 패러다임 전환을 이끄는 융합형 연구를 수행하고 있다.

연구실의 또 다른 중요한 특징은 기계 구조물의 동역학 해석을 유체, 입자, 열전달 현상과 결합하는 통합 시뮬레이션 연구에 있다. 실제 산업 시스템에서는 구조물의 운동만으로 성능이 결정되지 않고, 윤활유의 흐름, 냉각유의 거동, 슬로싱, 입자 유동, 부력, 마찰열과 같은 다물리 현상이 동시에 작용한다. 연구실은 이러한 복합 현상을 단일 모델 안에서 연계 분석할 수 있는 해석 기법을 꾸준히 개발해 왔다. 구체적으로는 입자 기반 CFD와 유연 다물체 동역학의 연성, 오일 냉각 해석을 위한 MBD-CFD coupling, 변속기 윤활 해석, 워싱머신 하이드로 밸런서 해석, 부력을 포함한 유연 다물체 해석, 베어링의 열전달 분석, 엘라스토하이드로다이내믹 윤활 해석 등의 주제가 확인된다. 이러한 연구는 구조 응답과 유체 거동이 서로 영향을 주는 복합 시스템을 보다 현실적으로 예측할 수 있게 해 준다. 특히 고속 회전체, 차량 구동계, 해양 시스템, 산업 장비와 같이 구조-유체 상호작용이 핵심인 분야에서 큰 의미를 가진다. 이와 같은 연성해석 연구는 고성능·고신뢰성 기계 제품 개발에 필수적이다. 설계 단계에서 열, 유동, 접촉, 변형의 상호작용을 파악하면 냉각 성능 향상, 윤활 최적화, 진동 및 마모 저감, 에너지 효율 개선으로 이어질 수 있다. 나아가 이러한 통합 해석 기술은 전기모터 냉각, 해양 예인 시스템, 건설기계, 정밀기계, 의료장비 등 다양한 분야에서 활용될 수 있으며, 연구실의 응용지향적이고 산업연계적인 연구 성격을 잘 보여준다.