<시리즈> 창의적 연구개발진흥사업 주요 과제 점검 (8)

난류제어연구단

대기의 복잡한 흐름을 파악하고 이에 맞게 제어할 수 있다면 소음문제 해결은 물론 태풍 속에서도 비행기를 정상 운항할 수 있다. 대기의 저항에 맞서 이를 감소시키는 것은 자연과의 싸움이라 할 수 있다.

노벨상 수상자인 리처드 페이먼은 『난류는 고전역학 중에서 풀리지 않은 가장 중요한 문제』라고 언급할 정도로 난류유동은 학문적으로도 난제로 남아 있으며 산업적으로도 빠르고 안락한 운송체를 개발하는데 최대 장애요소가 되고 있다.

이 연구는 난류가 무조건 불규칙한 것이 아니라 불규칙한 가운데 규칙적인 구조가 존재해 난류를 제어할 수 있다는 중요한 가능성에서 출발한다. 그러나 난류유동 연구에 슈퍼컴퓨팅이 활용되는 등 과거 50여년 동안 많은 연구자들이 지속적으로 연구를 해왔음에도 불구하고 아직까지 난류유동에 대한 정확한 예측이 이루어지지 않고 있다.

연구단장인 최해천 교수는 얼마 전 수학자와의 공동연구를 통해 유체역학 분야에 최적 제어기법을 최초로 적용해 수학적 이론과 유체역학 이론의 접목을 시도, 비정상 유동이 제어될 수 있는 알고리듬을 발표하는 등 새로운 가능성을 제시한 바 있다.

따라서 난류제어 연구단은 수학적 제어이론을 난류유동에 적용해 난류제어 분야의 새로운 지평을 개척하기 위한 시도로 「새로운 난류 예측모델」을 개발, 난류의 정확한 예측을 가능하게 하는데 초점을 두고 있다. 이와 함께 물리적 관찰과 체계적인 수학적 제어이론을 도입한 새로운 개념의 난류제어 방법 개발에도 도전할 계획이다. 개발된 제어방법은 병렬 슈퍼컴퓨팅을 통해 그 가능성을 타진하고 미소 센서와 액추에이터를 만들어 고정밀 난류 실험으로 실증한다는 계획이다. 특히 고효율, 저저항, 저소음 운송체 개발에 관련된 기반기술을 구축, 산업계에 가능성을 제시한다는 복안이다.

연구결과 정확한 난류예측 및 난류제어가 가능하다면 학문적으로 난류연구의 새로운 장을 개척하는 것은 물론 멀지 않아 흔들림없고 조용한 비행기를 타는 것은 시간문제다.

<정창훈 기자>