이승배 연구실
기계공학과 이승배
이승배 연구실은 기계공학과를 기반으로 유동소음, 공력음향학, 유체기계 설계 및 최적화 분야에서 국내외적으로 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 축류팬, 터보팬, 드론 프로펠러, 풍력터빈 등 다양한 유체기계에서 발생하는 유동소음의 근본 원인을 규명하고, 이를 저감하기 위한 첨단 해석 및 설계 기술을 개발하는 데 주력하고 있습니다.
특히, 전산유체역학(CFD), 대와류모사(LES), Ffowcs Williams-Hawkings 방정식 등 첨단 수치해석 기법을 활용하여 유동 및 소음 현상을 정밀하게 분석하고, 실험적 검증을 통해 해석 결과의 신뢰성을 높이고 있습니다. 또한, 능동소음제어 시스템, 벽면 코팅, 생체모방 익형 등 다양한 소음 저감 기술을 실제 산업 현장에 적용하여, 자동차, 건설기계, 가전제품, 항공기 등 다양한 분야에서 저소음·고효율 제품 개발에 기여하고 있습니다.
본 연구실은 유체기계의 성능 향상과 소음 저감을 동시에 달성하기 위해, 설계 변수의 체계적 분석과 다목적 최적화 기법을 적극적으로 도입하고 있습니다. 최근에는 인공지능 및 딥러닝 기반의 설계 자동화 기술을 활용하여, 드론 프로펠러, 풍력터빈 등 차세대 유체기계의 혁신적인 설계 솔루션을 제시하고 있습니다. 이를 통해 기존의 경험적 설계 한계를 극복하고, 맞춤형 고성능 유체기계 개발을 실현하고 있습니다.
이승배 연구실은 다양한 정부 및 산업체 연구과제, 특허, 논문, 저서 등을 통해 학문적·산업적 성과를 지속적으로 창출하고 있습니다. 또한, 3D 기반 설계해석, 스마트 건설기계, 해양에너지 융복합 등 미래 지향적 연구 주제를 선도적으로 추진하며, 전문 인력 양성에도 힘쓰고 있습니다.
앞으로도 본 연구실은 유동소음 및 유체기계 설계 분야의 첨단 연구를 바탕으로, 친환경적이고 쾌적한 산업 및 생활환경 조성에 기여하고, 차세대 모빌리티 및 에너지 시스템 개발을 선도하는 연구실로 성장해 나갈 것입니다.
Wind Turbine and Renewable System Design
Flow Path System Design
Fan Design for Cooling Systems
유동소음 및 공력음향학
유동소음 및 공력음향학은 유체가 구조물 주위에서 흐를 때 발생하는 소음의 원인과 특성을 규명하고, 이를 저감하기 위한 기술을 개발하는 연구 분야입니다. 본 연구실은 축류팬, 터보팬, 드론 프로펠러, 풍력터빈 등 다양한 유체기계에서 발생하는 유동소음의 발생 메커니즘을 실험 및 수치해석을 통해 심도 있게 분석하고 있습니다. 특히, Ffowcs Williams-Hawkings 방정식, 대와류모사(LES), 전산유체역학(CFD) 등 첨단 해석 기법을 활용하여 소음원의 위치와 강도를 정량적으로 평가하고, 실제 환경에서의 소음 저감 방안을 제시합니다.
이 연구는 실험실 내 소음 측정뿐만 아니라, 실제 산업 현장에서의 소음 문제 해결에도 적용됩니다. 예를 들어, 자동차, 건설기계, 가전제품, 항공기 등 다양한 산업 분야에서 요구되는 저소음 설계 기술을 개발하고, 능동소음제어(Active Noise Control) 시스템, 벽면 코팅, 구조 최적화 등 다양한 소음 저감 솔루션을 제안합니다. 또한, 생체모방 익형, 다공성 재질, 복합재료 등 혁신적인 설계 요소를 도입하여 소음과 진동을 동시에 줄이는 연구도 활발히 진행되고 있습니다.
이러한 연구는 환경 친화적이고 쾌적한 생활환경 조성에 기여할 뿐만 아니라, 산업 경쟁력 강화와 제품의 부가가치 향상에도 중요한 역할을 합니다. 앞으로도 본 연구실은 유동소음의 근본 원인 규명과 첨단 소음 저감 기술 개발을 통해, 미래형 친환경 유체기계 및 모빌리티 분야의 선도적 연구를 지속할 계획입니다.
유체기계 설계 및 최적화
유체기계 설계 및 최적화 연구는 축류팬, 원심팬, 터보팬, 풍력터빈, 드론 프로펠러 등 다양한 유체기계의 성능을 극대화하고 소음을 최소화하는 것을 목표로 합니다. 본 연구실에서는 수치해석, 실험, 인공지능 기반 설계기법을 융합하여, 고효율·저소음 유체기계 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 설계 변수(익형, 캠버, 스태거각, 블레이드 수 등)의 변화가 공력 및 음향 성능에 미치는 영향을 체계적으로 분석하고, 다목적 최적화(Multi-objective Optimization) 기법을 적용하여 성능과 소음의 균형을 달성합니다.
최근에는 인공지능(AI)과 딥러닝(DNN) 기반의 설계 자동화 및 최적화 기법을 도입하여, 기존의 경험적 설계 한계를 극복하고 있습니다. 예를 들어, 드론용 프로펠러 설계에 AI 알고리즘을 적용하여 양항비가 우수한 익형을 자동 생성하고, 실험 및 시뮬레이션을 통해 그 성능을 검증합니다. 또한, 대형 풍력터빈, 소형 환기팬, 건설기계 냉각팬 등 다양한 응용 분야에서 요구되는 맞춤형 설계 솔루션을 제공합니다.
이러한 연구는 에너지 효율 향상, 소음 저감, 내구성 증대 등 다양한 산업적 요구에 부응하며, 친환경적이고 지속가능한 유체기계 시스템 개발에 핵심적인 역할을 합니다. 앞으로도 본 연구실은 첨단 설계이론과 실용적 해석기법을 결합하여, 차세대 유체기계 및 모빌리티 분야의 혁신을 선도할 것입니다.
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Optimization of the Aerodynamic and Aeroacoustic Performance of an Axial-Flow Fan
김진혁, 바우더즈, 차경훈, 김주형, 김광용, 이승배
AIAA JOURNAL, 201409
2
Aerodynamic design of slim and high-efficient turbo-fan
이명재, 송우석, 조홍준, 최고봉, 박덕준, 이승배
AIP Conference Proceedings, 201001
3
Experimental study on flow and noise characteristics of NACA0018 airfoil
T. Nakano, N.Fujisawa, Y. Oguma, Y. Takagi, 이승배
JOURNAL OF WIND ENGINEERING AND INDUSTRIAL AERODYNAMICS, 200707
1
3D기반 건설기계 설계해석 전문인력양성(3차년도)
3
[Ezbaro] SW중심대학(1단계 3차년도) 사업단 사용