본 연구실은 다양한 열전달 현상과 열교환기 설계에 대한 심층적인 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 항공기 가스터빈, 발전 플랜트, 건설기계 등 다양한 산업 현장에서 요구되는 고효율·고신뢰성 열교환기 개발에 중점을 두고 있습니다. 이를 위해 전산유체역학(CFD), 실험, 이론 해석을 결합한 다각적인 접근법을 적용하여 열교환기의 열전달 성능, 압력강하, 내구성, 경량화 등 다양한 설계 변수의 최적화를 추구합니다. 연구실에서는 핀-휜, 딤플, 리블렛, 핀-핀 등 다양한 열교환기 내부 구조 및 표면 형상에 대한 수치해석과 실험을 통해 열전달 증진 메커니즘을 규명하고 있습니다. 또한, 바이패스 유동, 고속 유동, 다상 유동 등 실제 운전 조건에서의 열교환기 성능을 정밀하게 예측하고, 이를 바탕으로 실제 산업 현장에 적용 가능한 설계 가이드라인을 제시합니다. 최근에는 3D 프린팅 등 첨단 제조기술을 활용한 신개념 열교환기 개발에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 이러한 연구는 단순한 성능 향상을 넘어, 에너지 효율 극대화, 온실가스 저감, 시스템 경량화 등 친환경·미래지향적 목표 달성에 기여하고 있습니다. 연구실의 축적된 노하우와 다양한 산학협력 경험을 바탕으로, 국내외 주요 기업 및 연구기관과의 공동연구를 활발히 수행하며, 실질적인 산업적 파급효과를 창출하고 있습니다.

상변화 열전달(증발, 응축, 융해, 동결 등) 및 복잡한 열유동 현상에 대한 연구도 본 연구실의 핵심 분야입니다. 상변화 물질(PCM)을 이용한 열에너지 저장 시스템, 냉동·공조 시스템의 서리 및 결빙 현상, 고온·고압 환경에서의 응축 및 증발 등 다양한 상변화 현상을 실험적·수치적으로 분석하고 있습니다. 이를 통해 열에너지 저장 효율 향상, 냉난방 시스템의 성능 개선, 항공기 및 발전설비의 신뢰성 확보 등 실질적인 문제 해결에 기여하고 있습니다. 특히, 분자 동역학(MD) 시뮬레이션과 연속체 해석을 결합한 멀티스케일 하이브리드 해석 기법을 개발하여, 나노·마이크로 스케일에서의 젖음, 응축, 표면 구조 효과 등 미시적 현상까지 정밀하게 예측합니다. 이를 바탕으로 표면 개질, 나노구조 설계, 슈퍼소수성/친수성 표면 개발 등 첨단 소재 및 표면공학 분야와도 융합 연구를 진행하고 있습니다. 또한, 인공지능(머신러닝, 인공신경망) 기반의 데이터 기반 예측 모델을 도입하여, 복잡한 상변화 열전달 현상 및 열유동 시스템의 성능을 빠르고 정확하게 예측할 수 있는 새로운 연구 패러다임을 제시하고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 에너지 시스템, 친환경 냉난방, 고집적 전자기기 열관리 등 다양한 미래 산업 분야에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다.