[연구실 소개]
본 연구실에서는 이상 유동의 특성 및 열전달 메커니즘을 규명하고, 이를 바탕으로 개발된 열관리 기술을 실제 시스템에 적용하는 연구를 수행하고 있다. 수행중인 연구는 기술 준비도(Technical Readiness Level, TRL)에 따라서 기초, 개발, 적용의 세가지 단계로 나눌 수 있다.
[1. 이상유동 열전달 기초연구]
이상 유동은 단상 유동 대비 높은 열전달 성능을 가지므로 열관리 기술이 필요한 산업계 전반에 널리 이용되고 있다. 하지만, 이상 유동의 복잡한 유동 특성에 기인하여 그에 대한 이해에는 한계가 있어왔다. 본 연구실에서는 진보된 측정 및 해석 기술을 이용하여, 이상 유동의 본질적인 이해를 시도한다. 관련되어 수행중인 기초연구로는 마이크로 채널 내부에서 이상 유동의 이송 현상 및 열전달 메커니즘 규명, 유동 불안정 현상 메커니즘 규명과 열전달 특성에 미치는 영향 분석 및 환형관 내 과냉각 비등 유동의 거동에 대한 이해가 있다. 기초연구를 통해 얻어진 이상 유동에 대한 이해를 바탕으로, 새로운 장치에 최적화 및 개선된 열전달 기법을 개발한다.
[2. 차세대 열관리 기법 연구]
기술의 발달로 인한 새로운 장치의 등장과 기존 장치의 고도화에 따라 더욱 진보된 열관리 기술이 필요하게 되었다. 여기에는 환경규제로 인한 에너지변환장치, 고전력전자기기 및 모빌리티 전동화 등이 포함되며, 이들 장치는 더욱 섬세하고 높은 성능의 열관리 기술을 필요로 한다. 이에 맞추어 본 연구실에서는 기초연구에서 습득한 이해를 바탕으로 혁신적인 차세대 열관리 기술을 개발한다. 여기에는 우주선 전자장비 냉각을 위한 대면적 마이크로채널 히트 싱크, 환형관내 비등 유동 열전달 강화기술 및 컴퓨터를 이용한 열시스템 디자인등이 포함된다. 실험실 레벨에서 프로토타입의 성능 검증이 수행되며, 실험, 해석 및 시뮬레이션을 통하여 연구가 이루어진다.
[3. 열관리 기법 실용화 기술 연구]
본 연구실에서는, 개발된 열관리 기법을 주어진 시스템에 적용하고 최적화하는 실용화 연구도 동시에 수행한다. 새로운 기술개발에 그치지 않고, 최종적으로 산업에 널리 사용되는 것을 최종목표로 한다. 응용분야에는 전기자동차 초급속 충전관련 냉각기술, NASA Orion 유인우주선 열관리 및 방산 무기의 열관리 기술이 포함된다. 지속적으로 산업계의 요구에 귀를 기울이며, 기업체와 협력관계를 유지하고 있다. 또한, 장기적으로 정부 정책에 따라 필요한 기술들을 개발 중이며, 다양한 정부 과제를 수행하고 있다.
