명노신 연구실
항공우주공학부 명노신
명노신 연구실은 기계항공우주공학 분야에서 항공기 결빙, 방제빙 시스템, 저피탐지성 추진계통, 희박 및 마이크로 유동장 해석 등 다양한 첨단 연구를 수행하는 국내 최고 수준의 연구실입니다. 연구실은 항공기 결빙 현상의 물리적 메커니즘 규명, 결빙 예측 및 방제빙 시스템 개발, 실험 및 전산해석 기반의 다물리적 접근을 통해 항공기 안전성 향상과 산업적 실용화에 크게 기여하고 있습니다.
특히, 전기열 방식, 초소수성 코팅, 연료전지 방열, 형상기억합금 등 혁신적 방제빙 기술을 개발하여, 무인기, 회전익기, 풍력 블레이드 등 다양한 비행체에 적용하고 있습니다. 다수의 특허와 국방과학연구소, 한국연구재단 등과의 협력 프로젝트를 통해 실질적인 산업적 파급효과를 창출하고 있습니다.
또한, 연구실은 무인전투기(UCAV), 순항유도탄, UAM 등 차세대 항공기의 생존성 향상을 위한 저피탐지성(스텔스) 추진계통, IR/RCS 저감 기술 개발에 주력하고 있습니다. 곡률 적용 노즐, 입자 분사, 복합재 적용 등 다양한 신기술을 전산해석과 실험을 통해 검증하며, 실제 항공기 개발 및 국방 분야에 적용하고 있습니다.
희박 및 마이크로 유동장 해석, 다상유동, 충격파-와류 상호작용 등 기초 유체역학 분야에서도 세계적 수준의 연구를 수행하고 있습니다. 볼츠만 기반 고차 모멘트 방정식, 불연속 갤러킨 기법, DSMC, MD 등 첨단 수치해석 및 이론 연구를 통해, 극초음속 재진입 비행체, 소형 위성, MEMS, 마이크로노즐 등 다양한 응용 분야에 기여하고 있습니다.
명노신 연구실은 항공우주, 국방, 에너지, 나노공학 등 다양한 산업 분야와 연계된 융합 연구를 통해, 미래 친환경 항공기, 도심항공교통(UAM), 차세대 비행체 개발 등 국가 전략기술 발전에 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 국내외 학술대회, 국제저널, 특허, 산학협력 등에서 그 연구성과와 우수성을 널리 인정받고 있습니다.
Computational Fluid Dynamics
Aircraft Icing
Aerospace Applications
항공기 결빙 및 방제빙 시스템 연구
명노신 연구실은 항공기 결빙 현상과 그로 인한 안전성 저하 문제를 해결하기 위해 다양한 결빙 예측 및 방제빙 시스템을 연구하고 있습니다. 결빙은 항공기의 날개, 엔진 흡입구, 센서 등 다양한 부위에서 발생할 수 있으며, 이는 비행 성능 저하, 조종 안정성 악화, 심각한 사고로 이어질 수 있습니다. 연구실에서는 결빙 현상의 물리적 메커니즘을 규명하고, 다양한 비행 조건과 환경에서의 결빙 양상과 영향을 정밀하게 분석합니다.
특히, 전산유체역학(CFD) 기반의 결빙 예측 시뮬레이션과 실험적 풍동시험을 병행하여 결빙 성장, 결빙 형상 변화, 결빙에 따른 공력 특성 저하 등을 체계적으로 연구합니다. 또한, 전기열 방식, 블리드 에어, 초소수성 코팅 등 다양한 방제빙 기술의 성능을 평가하고, 최적의 방제빙 시스템 설계를 위한 다물리 해석 및 최적화 기법을 개발하고 있습니다. 최근에는 연료전지 방열, 형상기억합금, 복합재료를 활용한 신개념 방제빙 시스템 특허도 다수 보유하고 있습니다.
이러한 연구는 항공기뿐만 아니라 무인기(UAV), 회전익기, 풍력 블레이드 등 다양한 비행체와 산업 분야에 적용되고 있습니다. 연구실의 결빙 및 방제빙 연구는 국내외 항공안전 인증, 항공기 개발, 국방과학연구 등과 연계되어 실질적인 산업적 파급효과를 창출하고 있으며, 미래 친환경 항공기와 도심항공교통(UAM) 등 차세대 항공기술 발전에도 크게 기여하고 있습니다.
저피탐지성(스텔스) 항공기 추진계통 및 IR/RCS 저감 기술
명노신 연구실은 항공기, 특히 무인전투기(UCAV) 및 차세대 항공기의 생존성 향상을 위한 저피탐지성(스텔스) 추진계통 연구에 집중하고 있습니다. 적외선(IR) 및 레이더(RCS) 신호는 항공기의 탐지와 추적에 주요한 역할을 하므로, 연구실에서는 노즐 형상 최적화, 배기 플룸 유동장 해석, 입자 분사 및 복합재 적용 등 다양한 IR/RCS 저감 기술을 개발하고 있습니다.
구체적으로, 곡률이 적용된 S자형, Double Serpentine, Serration 노즐 등 다양한 비정형 노즐의 열유동장과 적외선 신호 특성을 전산해석 및 실험을 통해 분석합니다. 또한, 물/탄소 입자 분사, 표면 코팅, 복합재료 적용 등 능동적·수동적 IR 신호 저감 방안도 연구하고 있습니다. RCS 저감을 위해서는 물리광학(PO), 기하광학(GO), 전자기파 수치해석 등 다양한 고주파수 근사 기법을 활용하여 비행체 형상 및 플룸 특성이 RCS에 미치는 영향을 정량적으로 평가합니다.
이러한 연구는 실제 무인기, 순항유도탄, UAM 등 다양한 항공기 개발 프로젝트와 연계되어 있으며, 국방과학연구소 등과의 협력 하에 실전 적용 가능한 스텔스 설계 기술로 발전하고 있습니다. 연구실의 IR/RCS 저감 기술은 항공기 생존성 향상, 임무 성공률 제고, 미래 전장 환경에서의 우위 확보에 중요한 역할을 하고 있습니다.
희박 및 마이크로 유동장 해석과 다상유동, 충격파-와류 상호작용 연구
명노신 연구실은 희박기체 및 마이크로 유동장 해석, 다상유동, 충격파-와류 상호작용 등 기초 유체역학 및 열전달 분야의 선도적 연구를 수행하고 있습니다. 극초음속 재진입 비행체, 소형 위성, MEMS, 마이크로노즐 등 다양한 응용 분야에서 나타나는 희박 유동 현상은 기존의 Navier-Stokes-Fourier 방정식으로는 정확한 예측이 어려워, 연구실에서는 볼츠만 기반의 고차 모멘트 방정식, 비뉴턴성 헌법식, 불연속 갤러킨(DG) 기법 등 첨단 수치해석 방법을 개발하고 있습니다.
특히, 충격파-와류 상호작용, 다상유동(가스-입자, 가스-액적), Knudsen layer, 비평형 열전달 등 비정상적 유동 현상에 대한 이론적·수치적 연구를 통해, 실제 우주비행체 대기 재진입, 달착륙선 플룸-표토 상호작용, 마이크로 채널 열전달 등 다양한 문제에 적용하고 있습니다. 또한, 직접모사 몬테카를로(DSMC), 분자동역학(MD), 고차 모멘트 해석 등 멀티스케일 해석 기법을 융합하여, 미시적 현상부터 거시적 유동장까지 포괄적으로 접근합니다.
이러한 연구는 항공우주, 국방, 에너지, 나노공학 등 다양한 산업 분야의 핵심 기술 개발에 기여하고 있으며, 국내외 학술대회, 국제저널, 특허 등에서 그 우수성을 인정받고 있습니다. 연구실은 희박 및 마이크로 유동장 해석 분야에서 세계적 수준의 연구역량을 보유하고 있습니다.
1
Effects of cross-sectional shape on the low observability of double serpentine nozzles
명노신, Ryu Seok Hee, Jo Seong Jin
AEROSPACE SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2024
2
Neural network-based finite volume method and direct simulation Monte Carlo solutions of non-equilibrium shock flow guided by nonlinear coupled constitutive relations
명노신, Gagan Garg, Tapan K. Mankodi, Esmaeil Esmaeilifar
Physics of Fluids, 2024
3
Quantum algorithm for nonlinear Burgers' equation for high-speed compressible flows
명노신, Esmaeilifar Esmaeil, Ahn Doyeol
PHYSICS OF FLUIDS, 2024
1
계획공모형 우주항공산업 및 관광 발전을 위한 학술활동 용역
2
[EZ-IRIS-1차]산업수요기반 고효율·안전 항공핵심기술 연구센터
3
[면세]배기가스 성분 및 유동상태 조절 기반의 플룸 IR 저감기술 연구