프로젝트 소개
본 과제는 물방울이 잘 달라붙지 않는 초발수 표면에서 빠른 물이나 공기의 흐름이 발생할 때, 표면과 유체 사이의 마찰을 줄이는 원리를 분석하는 연구임. 초발수 표면은 유체의 흐름 저항을 줄일 수 있지만, 고속 유동과 난류 조건에서는 성능 변화가 충분히 밝혀지지 않은 상황임.
연구 목표는 CFD와 기계학습을 활용하여 고속 유동에서 초발수 표면의 마찰항력 저감 성능을 유지할 수 있는 설계 및 분석 시스템을 개발하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 direct numerical simulation(DNS) 모델 개발, In-house spectral 유동 DNS 모델과 초발수 표면 모델의 결합, 유동가시화 실험을 통한 검증, 다양한 표면 구조의 천이 및 난류 유동 분석임. 또한 DNS 데이터를 활용한 기계학습 기반 천이 강도, 난류마찰항력, 난류 슬립 길이 예측 모델 개발과 데이터베이스 확장이 포함됨. 기대 효과는 높은 레이놀즈 수 조건의 초발수 표면 유동 제어 기술 발전과 함께 우주항공/해양, 로봇, 스포츠, 스마트 섬유 등 다양한 산업 분야의 기술 혁신 기여임.