다상유동은 두 개 이상의 상(phase)이 동시에 존재하는 유동 현상을 의미하며, 대표적으로 기체-액체, 액체-고체, 기체-고체 등 다양한 조합이 존재합니다. 본 연구실은 이러한 다상유동의 복잡한 상호작용과 유동 특성을 실험적, 이론적, 수치적 방법을 통해 심도 있게 연구하고 있습니다. 특히, 기포(버블)와 입자, 액적 등이 포함된 유동에서의 상호작용, 유동장 변화, 그리고 난류 구조의 변화를 정밀하게 분석합니다. 연구실에서는 고속 이미징, 입자영상유속계(PIV), 와이어-메쉬 센서 등 첨단 계측기술을 활용하여 다양한 다상유동 현상을 실험적으로 관찰하고, 이를 기반으로 유동의 거동을 정량적으로 해석합니다. 예를 들어, 기포 사슬 유동, 기포 유발 난류, 기포와 입자 간 상호작용, 그리고 기포가 유도하는 혼합 및 열전달 증진 메커니즘 등이 주요 연구 주제입니다. 또한, 실험 결과를 바탕으로 수치해석 및 인공지능 기반 예측 모델을 개발하여 복잡한 다상유동 현상을 정밀하게 예측하고자 합니다. 이러한 연구는 원자력, 화학공정, 환경, 해양, 에너지 등 다양한 산업 분야에 직접적으로 응용될 수 있습니다. 예를 들어, 해양 오염 방제, 미세플라스틱 제거, 효율적인 열교환기 설계, 그리고 첨단 세정 공정 등에서 다상유동의 제어 및 최적화 기술이 필수적입니다. 본 연구실은 다상유동의 근본적인 이해와 더불어, 실용적 문제 해결을 위한 응용 연구를 활발히 수행하고 있습니다.

기포 및 미세버블은 환경 정화, 오염물 제거, 에너지 효율 향상 등 다양한 분야에서 혁신적인 솔루션을 제공합니다. 본 연구실은 미세버블 제트, 기포 유도 혼합, 기포를 이용한 오일 회수 및 미세플라스틱 제거 등 환경 및 에너지 분야의 실질적 문제 해결을 위한 연구를 선도하고 있습니다. 예를 들어, 미세버블 제트를 이용한 친환경 오일 제거 기술, 화장품 세정, 미세플라스틱 포집 등은 기존의 화학적·기계적 방법에 비해 에너지 소비가 적고 환경에 미치는 영향이 작다는 장점이 있습니다. 또한, 해양 유출 저유황유(LSFO) 확산 예측 및 방제, 기포 기반 오일-물 분리, 기포를 활용한 수처리 및 공기 윤활 시스템 등 다양한 응용 연구가 진행되고 있습니다. 이 과정에서 실험적 검증과 더불어, 인공지능(LSTM, CNN 등) 기반의 예측 모델 개발을 통해 현장 적용성을 높이고 있습니다. 이러한 연구는 해양환경 보호, 산업 플랜트의 효율적 운영, 에너지 절감 및 신기술 개발에 크게 기여할 수 있습니다. 실제로 본 연구실의 기술은 해양경찰청, 환경부 등과의 협력 프로젝트 및 특허 출원 등으로 이어지고 있으며, 실험실 규모를 넘어 현장 실증 및 상용화 단계까지 연구의 폭을 넓혀가고 있습니다.

초소수성 표면 및 표면공학 기술은 유체의 흐름을 제어하고 마찰 저감, 오염 방지, 에너지 효율 향상 등 다양한 공학적 문제 해결에 핵심적인 역할을 합니다. 본 연구실은 초소수성 표면의 제작, 특성 평가, 그리고 이를 활용한 유동 제어 및 드래그 저감 기술을 집중적으로 연구하고 있습니다. 실험적 연구를 통해 초소수성 표면 위에서의 공기-물 계면 거동, 플라스트론(공기층) 유지 및 복원, 난류 유동에서의 마찰 저감 효과 등을 정밀하게 분석합니다. 또한, 버블 주입을 통한 플라스트론 복원, 표면 거칠기 및 구조 최적화, 그리고 실제 선박, 터빈, 프로펠러 등 다양한 유체기계에의 적용 가능성을 실험 및 수치해석을 통해 검증합니다. 이러한 연구는 수력 발전, 해양 플랜트, 선박, 반도체 세정 등 다양한 산업 분야에서 실질적인 파급 효과를 기대할 수 있습니다. 더불어, 본 연구실은 초소수성 표면의 내구성, 대규모 적용성, 그리고 실제 환경에서의 성능 유지 방안 등 실용화에 필요한 다양한 요소 기술 개발에도 힘쓰고 있습니다. 이를 통해 미래 친환경·고효율 유체 시스템 구현에 기여하고 있습니다.