난류 및 유동 제어 연구실(Turbulence and Flow Control Laboratory)은 고 레이놀즈수 벽 난류 유동의 근본적인 물리 현상과 응집 구조의 동역학을 심층적으로 연구하는 국내 최고 수준의 연구실입니다. 난류는 환경 및 공학 유동에서 매우 흔히 발생하며, 에너지, 운동량, 열, 물질의 전달을 촉진하는 동시에 벽면에서 큰 전단 응력을 유발합니다. 이러한 난류의 복잡하고 다중 스케일적인 특성은 오랜 기간 학계와 산업계 모두에서 도전적인 연구 주제로 남아 있습니다. 본 연구실은 직접수치해석(DNS)과 대규모 병렬 컴퓨팅, 그리고 최신 인공지능 기법을 활용하여, 난류 경계층, 채널, 파이프 유동 등 다양한 유동 환경에서의 응집 구조(coherent structures)와 에너지 케스케이드 현상을 정밀하게 분석합니다. 특히, 벽면에 부착된 구조, 대규모 스트릭, 와류 구조 등 난류 내 주요 구조들의 공간적·시간적 조직화와 이들의 상호작용이 난류의 유지 및 발달에 미치는 영향을 규명하고 있습니다. 또한, 압력 구배, 표면 거칠기, 초소수성 표면 등 다양한 경계 조건 변화가 난류 구조와 에너지 전달에 미치는 영향도 심도 있게 연구합니다. 이와 더불어, 본 연구실은 난류 유동 제어 및 벽면 마찰 저감 기술 개발에도 앞장서고 있습니다. 응집 구조의 동적 특성을 활용한 능동적·수동적 유동 제어 기법, 초소수성 표면, 대와류 분해 장치, 표면 거칠기 조절 등 다양한 제어 전략을 실험 및 수치해석을 통해 검증하고, 인공지능 기반의 예측·제어 시스템도 도입하여 실시간 최적 제어 가능성을 모색하고 있습니다. 이러한 연구는 항공, 해양, 에너지, 환경 등 다양한 산업 분야에서의 에너지 효율 향상과 환경 영향 저감에 실질적으로 기여할 수 있습니다. 또한, 본 연구실은 생체 및 에너지 시스템 내 유동 현상 해석에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 혈관 내 협착 및 동맥류, 장기 칩 내 미세 유체 환경, 액체수소 저장탱크 및 연료탱크 내 슬로싱 현상, 금속 분말 제조 공정 등 다양한 응용 분야에서 유동 해석 및 최적화 연구를 수행하며, 실제 산업 및 의료 현장과의 협력을 통해 연구 결과의 실용적 적용을 확대하고 있습니다. 이러한 융합적이고 선도적인 연구를 통해, 난류 및 유동 제어 연구실은 기계공학의 전통적 영역을 넘어 바이오, 에너지, 소재 등 다양한 분야와의 학제간 협력을 촉진하며, 미래형 첨단 시스템 개발에 중요한 역할을 하고 있습니다. 앞으로도 난류의 근본적 이해와 혁신적 유동 제어 기술 개발을 통해, 학문적·산업적 발전에 지속적으로 기여할 것입니다.