이 연구 주제는 양돈·양계·축우 시설과 같은 축산 건물 내부의 공기질, 온습도, 기류, 유해가스 농도, 열스트레스 조건을 정밀하게 분석하고 제어하는 기술을 다룬다. 연구실은 축사 내부 환경이 가축의 생산성, 복지, 질병 발생 가능성, 에너지 소비에 직접적인 영향을 준다는 점에 주목하여, 단순 환기 설계가 아니라 축종·계절·사육 방식·건물 구조를 모두 반영한 맞춤형 환경제어 체계를 개발한다. 특히 공기재순환형 환기, 열회수형 환기, 강제환기식 및 자연환기식 시스템의 성능 비교와 최적 설계가 핵심 축을 이룬다. 연구 방법론 측면에서는 전산유체역학(CFD)을 중심으로 현장 계측, 센서 데이터, 환기량 산정식, 열환경 모델, 기류 도달거리 분석, 공기연령(age of air) 평가 등을 결합한다. 이를 통해 축사 내부의 사각지대, 고온 구역, 분진 축적 구역, 암모니아 정체 구역을 정량적으로 파악하고, 팬 배치·입기구 구조·배기 시스템·냉방 장치·공기혼합 모듈의 설계를 최적화한다. 최근에는 무인 자율형 산란계사, 자돈사 공기재순환 시스템, 열회수형 환기장치, 차량 소독 시스템의 분사 성능 개선 등으로 연구가 확장되며, 스마트 축사의 통합관리 솔루션 개발과 현장 실증으로 이어지고 있다. 이 연구의 기대효과는 가축 폐사 및 스트레스 감소, 질병 차단, 생산성 향상, 작업환경 개선, 에너지 절감, 온실가스 저감에 있다. 폭염 대응 서비스, 복합환경 예측 기반 제어 알고리즘, 실증형 환기 특허 등은 연구실의 성과가 실제 산업 문제 해결로 연결되고 있음을 보여준다. 향후에는 AI 기반 환경예측 모델, 자율제어 로직, 디지털트윈 기반 운영 최적화가 결합되면서 지속가능한 디지털 축산의 핵심 인프라 기술로 발전할 가능성이 크다.

이 연구 주제는 온실, 축사, 개방형 농업 공간, 간척지, 방풍시설 등 다양한 농업 환경에서 발생하는 공기 흐름과 물질 확산 현상을 공학적으로 해석하는 분야이다. 연구실은 농업시설 내부와 외부에서 나타나는 바람, 압력, 난류, 자연환기, 오염물질 이동, 구조물 주변 유동 특성을 정량적으로 분석하여, 농업시설의 설계 안정성과 환경성능을 동시에 향상시키는 데 집중하고 있다. 이는 농업시설을 단순한 건축물이 아니라 유체 유동과 에너지 교환이 일어나는 복합 시스템으로 바라보는 접근이다. 핵심 기술은 CFD 모델링과 풍동실험, 오픈소스 해석 코드 검증, 다공성 작물 모델, 3차원 작물 구조 모델, 대기확산모델 연계 등이다. 연구실은 자연환기식 온실의 환기량 예측, 간척지 온실의 풍압계수 산정, 방풍 펜스 설계, 복잡지형에서의 악취 및 비산먼지 확산 해석, 축산 건물 주변 대기 확산 분석 등 매우 폭넓은 주제를 다뤄 왔다. 특히 오픈소스 CFD 코드의 농업 건물 환기 해석 검증 연구는 농업 분야에서 신뢰성 높은 해석 플랫폼 구축에 중요한 기반을 제공했으며, 이후 머신러닝과 결합한 환기량 예측 모델로도 발전하고 있다. 이 연구는 농업시설 설계의 과학화를 촉진한다는 점에서 의미가 크다. 기존 경험적 설계 방식에서 벗어나, 구조 안전성·환기 효율·오염 확산·미기상 형성·작물 및 가축 생육환경을 사전에 시뮬레이션하고 최적화할 수 있기 때문이다. 앞으로는 물리 기반 해석과 데이터 기반 예측이 결합된 하이브리드 모델이 확대되면서, 대규모 스마트팜과 정밀축산 시스템의 설계 자동화, 운영 시뮬레이션, 위험 예측 기술의 핵심 엔진으로 활용될 수 있다.

이 연구 주제는 농업시설의 복잡한 환경 정보를 디지털 공간에 재현하고, 이를 기반으로 예측·제어·교육·의사결정을 수행하는 융합 기술을 다룬다. 연구실은 스마트팜과 축산시설의 디지털화를 단순한 센서 도입 수준이 아니라, 실시간 데이터·물리 모델·AI 예측모델·가상현실 인터페이스를 통합하는 방향으로 확장하고 있다. 이를 통해 농업시설 내부의 온도, 습도, 기류, 가스, 악취, 열부하, 생육환경을 직관적으로 이해하고 선제적으로 대응할 수 있는 체계를 구축한다. 구체적으로는 디지털트윈 기반 축산 스마트팜 모델, 가축 행동 분석을 반영한 환경 모델, 물리정보신경망(PINN)을 활용한 온실 환경 예측, LSTM 및 CNN 기반 센서 데이터 분석, 최적 센서 위치 선정, VR 기반 공기환경 체험 시스템 개발 등이 포함된다. 양돈시설 및 일반 농업시설 내부 공기환경을 가상현실로 시각화하는 등록 특허는 연구실의 대표적인 성과 중 하나이며, 이는 농가 교육과 시설 운영자 훈련에 실제로 활용될 수 있는 기술이다. 더 나아가 우주근사환경에서 식물 생장을 관리하는 플랜트스피어 트윈 시스템 연구는 농업 디지털트윈의 적용 범위를 지상 농업에서 미래형 특수환경 농업으로 확장하고 있다. 이 연구의 강점은 물리 기반 해석의 정확성과 AI 기반 예측의 실시간성을 동시에 추구한다는 점이다. 디지털트윈은 농업시설 운영의 가상 실험장 역할을 하며, 설비 변경, 기상 충격, 폭염, 환기 실패, 악취 확산 같은 상황을 사전에 시험하고 대응 전략을 제시할 수 있다. 향후 이 분야는 자율형 스마트팜, 교육용 시뮬레이터, 재난 대응 플랫폼, 우주농업 환경제어까지 연결되며 농업공학의 디지털 전환을 이끄는 핵심 영역으로 자리잡을 전망이다.

이 연구 주제는 축산시설에서 발생하는 악취, 암모니아, 분진, 병원체 에어로졸과 같은 환경 위해요소를 줄이고, 농장과 주변 지역의 환경 안전성을 높이는 데 초점을 둔다. 연구실은 축산업이 생산성뿐 아니라 주민 수용성, 환경 규제, 동물복지, 방역 문제와 긴밀히 연결된다는 점을 인식하고, 축산환경 문제를 공기역학·환경공학·ICT 기술로 통합 해결하려는 접근을 취한다. 이는 지속가능한 축산 생산 시스템을 구현하기 위한 핵심 연구 방향이다. 연구실은 악취 모니터링 시스템, 현장 맞춤형 악취저감-환기 연계 시스템, 암모니아 배출량 추정 모델, 습식 공기세정기 평가, 복합악취 확산 모델, 가축 질병의 공기 전파 예경보 시스템 등을 개발해 왔다. CFD와 대기확산모델, 현장 센싱, 웹 기반 정보 제공 시스템을 결합하여 돈사와 계사에서 배출되는 오염물질의 이동 경로와 영향을 예측하고, 환기 방식·방풍 시설·저감 장치의 효과를 정량적으로 검증한다. 또한 폭염에 의한 가축 폐사 방지, 축산 차량 소독 시스템 개선, 질병 차단형 공기재순환 시스템 연구는 환경관리와 방역을 동시에 고려한 응용 사례다. 이 연구는 축산업의 사회적 갈등을 줄이고 규제 대응력을 높이는 데 중요한 역할을 한다. 악취와 분진, 병원체 확산을 줄이면 농장 주변의 환경 피해를 완화할 수 있고, 농장 내부에서는 작업자 건강과 가축 복지를 함께 개선할 수 있다. 앞으로는 실시간 모니터링, AI 기반 예측, 자동 환기 제어, 지역 단위 악취 예보 시스템이 결합되면서, 축산환경 관리가 사후 대응 중심에서 선제적·예측형 관리 체계로 전환될 것으로 기대된다.