신상묵 연구실은 선박 및 해양 구조물 주변에서 발생하는 다양한 유체역학적 현상을 심층적으로 연구합니다. 특히, 자유표면 유동, 내면파, 슬로싱, 그리고 그린워터 충격하중 등 실제 해양 환경에서 발생하는 복잡한 유동 문제를 수치해석적으로 접근하여 해석합니다. 이를 위해 Flux-difference Splitting(FDS) 기법, Hybrid Cartesian/Immersed Boundary(HCIB) 방법 등 첨단 수치해석 기법을 개발 및 적용하고 있습니다. 이러한 연구는 선박의 안전성 및 효율성 향상에 직접적으로 기여합니다. 예를 들어, 고속선박의 선수부에 작용하는 그린워터 충격하중 산출, 슬로싱 탱크 내부의 압력 진동 모사, 그리고 댐 붕괴 유동에서의 갇힌 공기 압축성 효과 등 실제 선박 설계와 운용에 필수적인 유체역학적 문제를 해결하고 있습니다. 실험적 결과와의 비교 및 검증을 통해 수치해석 코드의 신뢰성을 확보하고, 실제 해양 구조물 설계에 적용 가능한 해석 방법론을 제시합니다. 이 연구는 해양 산업뿐만 아니라 방위산업, 에너지 산업 등 다양한 분야에서 응용될 수 있습니다. 복잡한 경계 조건과 비정상 유동, 다상 유동 문제를 해결함으로써, 해양 구조물의 설계 최적화, 안전성 평가, 그리고 신기술 개발에 중요한 역할을 하고 있습니다.

연구실은 유체와 구조체 간의 상호작용(Fluid-Structure Interaction, FSI)에 대한 수치해석 연구도 활발히 수행하고 있습니다. 특히, 변형하는 날개, 유연한 플레이트, 복합재 추진기 등 다양한 구조체가 유동장 내에서 받는 힘과 변형을 정밀하게 해석합니다. 이를 위해 3차원 유한요소법과 CFD(Computational Fluid Dynamics)를 결합한 독자적인 알고리즘을 개발하여, 구조체의 동적 거동과 유동 특성을 동시에 고려한 해석을 진행합니다. 이러한 연구는 복합재 추진기 설계, 고속 선박의 추진 효율 향상, 그리고 해양 구조물의 내구성 평가 등 실질적인 산업적 요구에 부응합니다. 예를 들어, 탄성변형을 고려한 복합재 추진기 설계기법 연구, 유연 날개의 유체-구조 상호작용 모사, 그리고 예인 물체의 유체-구조 상호작용 해석 등 다양한 프로젝트와 논문을 통해 실질적인 설계 개선 방안을 제시하고 있습니다. FSI 연구는 해양공학뿐만 아니라 항공우주, 기계공학, 에너지 플랜트 등 다양한 분야로 확장될 수 있습니다. 구조체의 복잡한 변형과 유동장 내 상호작용을 정밀하게 예측함으로써, 신뢰성 높은 설계와 혁신적인 신기술 개발에 기여하고 있습니다.