창의적 인재양성과 혁신적 시뮬레이션 기법 개발
분야별 세계적인 석학들로 최정예 연구진 구성, 연구결과 기대 커
환경변화에 능동적으로 대처하기 위해서는 환경 시뮬레이션에 관한 연구가 선행되어야 하며, 동시에 자연으로부터 오는 에너지의 효율적 사용과 도시인구 증가에 따른 계획도시의 체계적인 설계 및 관리 기술
확립이 필요하다. 선진국에서는 이미 자연환경과 인공구조물 사의의 상관관계를 도출하기 위해 기계, 수학, 전산, 건축, 자연생태계 분야의 전문가들이 보유하고 있는 지식을 접목하기 위한 융합 기술 확보에 매진하고 있다. 그 대표적인 예가 수 억, 수십 억 자유도를 갖는 수치모델과 슈퍼컴퓨터를 비롯한 대규모 하드웨어 및 효율적 연산이 가능한 소프트웨어의 개발이며, 에너지 효율이 최적화된 도시를 설계 및 관리하기 위한 대규모 계산용 통합시스템이다. 언급된 기술들은 창의성 제고와 지속적인 과학기술 연구개발을 통해 지식경쟁력을 확보할 때, 비로소 성취할 수 있는 미래형 융합설계 및 시뮬레이션 기술이다.
연구 수준 끌어올리기 위해 Yagawa 교수 초빙
이에 성균관대 친환경 인공구조물 설계를 위한 학제융합 전산모사 기술 개발 WCU 사업단(단장 최재붕 교수/이하 사업단)은 ‘친환경 융합설계 및 시뮬레이션을 위한 기반기술 개발’을 목표로 ‘학제간 융합형 시뮬레이션 기술’을 개발하는데 힘을 쏟고 있다.
사업단의 연구 책임자인 최재붕 교수는 일본 동경대와 앞서 진행된 ADVENTURE 프로그램 개발 프로젝트 참여를 통해 시뮬레이션에 관한 공동 연구의 기반을 마련했으며, 이와 더불어 현재 이화여대 에코과학부와 생태학적 특성에 기반을 둔 친환경 시스템 설계에 관해 학제 간 공동 연구를 수행 중이다. 또한 건축물 실내외 환경 시스템 분야의 전문가인 송두삼 교수와 저에너지 친환경 공동주택 기술개발, 실내외 열환경평가를 위한 상호 연계 기술개발, 쾌적공조 시스템 개발 등 다양한 관련 요소기술에 관한 연구를 진행하고 있다.
또한 사업단은 연구 수준을 세계적으로 끌어올리기 위해 1968년 이후 약 190여 편의 SCI(E) 논문을 발표하고 1억 자유도 이상의 문제를 처리할 수 있는 일본 시스템 개발 프로젝트의 책임자를 맡는 등 전산역학 분야에서 세계 최고의 수준을 인정받고 있는 Genki Yagawa 교수를 초빙하고 있다. 20년간 동경대의 교수로 재직하며 구조공학(structural engineering), 파괴역학(fracture mechanics), 유체-구조 상호작용(fluid-structure interaction), 구조 최적화(structure optimization) 분야에서 380편 이상의 논문을 발표했으며, 특히 전산역학 분야에서 다자유도 해석을 위한 코드개발을 다년간 수행해 이 분야에서 세계 최고수준의 석학으로 인정받고 있다. Yagawa 교수는 국제적 학술활동도 활발히 수행해 세계적인 학회에서 일본을 대표하는 석학으로 인정받고 있으며, 국제협력 기반의 학회 활동을 역시 활발히 수행하고 있다. 또한 아시아지역에서의 전산역학분야 발전을 위해 일본 대표로 아시아지역 국제학회를 조직하고 이를 정례화 하는데 주도적 역할을 했으며, 특히 우리나라와 일본의 학문적 교류와 협력 증진을 위해 많은 노력을 해 다수의 국제학회를 조직하고 공동연구 결과를 도출했다.
때문에 Yagawa 교수와의 교류는 사업단이 기존에 가지고 있던 도시 열환경 해석기법에 관한 노하우를 한층 발전시킬 수 있는 좋은 기회이며, 학제간 공동 연구개발 체계를 구축하는데 큰 역할을 하고 있다. 본 사업단은 미기후평가 및 거주자의 쾌적성 평가 기법 개발에 관련된 노하우를 가지고 있지만, 소규모 단지 레벨정도에 국한된다는 한계점을 지니고 있다. 앞으로 일본 Yagawa 교수 연구진이 가지고 있는 대규모 병렬해석 알고리즘, 지구환경 전산모사, 대규모 가시화 연구 경험과 기술력을 적극 응용하여 단지 레벨 이상의 스케일에 적용할 수 있는 관련 기술을 개발해 나갈 계획이다. 이러한 공동 연구 체계는 향후 도시 최적 설계의 기초가 될 수 있는 해석 프로그램 작성에 활용될 예정이다.
이처럼 생태친화적 시스템 설계 분야의 최재붕 교수, 건축환경 분야의 송두삼 교수, 전산역학 분야의 Yagawa 교수 등 최정예 연구진들이 ‘창의적 인재양성과 혁신적 개념의 시뮬레이션 기법 개발’이라는 목표를 이루어 세계적 수준의 연구중심대학을 달성하기 위해 불철주야 연구에 매진하고 있다.
학술적 선도, 다양한 분야의 기술적 우위 선점 기대
사업단은 1차년도에는 친환경 도시설계 기술 개발을 위한 기초적인 연구를 수행했으며 이를 2차년도 인공구조물 환경시뮬레이션을 위한 전산유체역학 코드개발에 활용한다는 계획이다. 사업단은 특히 2차년도 연구에 기대가 크다.
연구 결과에 따라 지속가능한 친환경 도시설계 문제가 최고의 사회적 관심사로 대두되고 있는 현 시점에서 세계 최고 수준의 학문적 기반을 단기에 구축할 수 있으며, 세계적으로도 연구 초기단계이자 국내에 전무한 학제융합적 신학문 분야에서 세계적인 연구결과를 창출할 수 있다. 또한 시뮬레이션 기술을 새로운 분야에 접목할 수 있어 기술발전과 인력양성을 통해 우리나라 소프트웨어 산업 발전에 기여할 수도 있다. 이밖에도 다수의 워크숍과 국제학술대회를 유치해 학문적 교류 및 국외 연구동향을 파악할 수 있다는 기대, 국내외적 학술 네트워크를 바탕으로 연구 성과물을 확산할 수 있다는 기대도 품을 수 있다.
그리고 가장 중요한 핵심 연구 인력 양성 또한 빼놓을 수 없다. 따라서 사업단은 미래형 과학기술의 하나인 친환경 분야에서 있어 선진 지식과 경험을 활용해 변화하는 사회를 이끌어갈 수 있는 창의적인 연구인력 양성을 추구하고 있다. 이를 위해 세계적인 전학역학 석학이 학생들의 지도를 담당하게 한 것은 물론 새롭게 창출되는 학문에 대한 관심과 이해를 확산시키고 공동연구 체험을 통해 연구능력을 향상시키고자 참여 학생들 모두 산업체와 국가연구기관의 다양한 과제를 수행하고 있다.
사업단은 또한 해외석학 초빙 교육프로그램을 운영, 세계 최고 수준의 수월성 있는 교육과정을 구축하고 국제어강의를 통해 글로벌 리더도 육성한다는 계획이다. 그리고 해외석학의 논문지도 및 심사를 통해 수준 높은 학위논문을 배출하는 것은 물론 다양한 분야의 연구에 대해 양질의 논문이 배출될 것으로 기대하고 있다.
최재붕 교수는 “본 과제가 성공적으로 수행되어 융합 설계 및 시뮬레이션 기술과 관련된 국가 경쟁력이 세계적 수준으로 도약할 것이라고 확신한다. 그리고 연구단의 추진목표가 달성되면 국내외적인 학술 네트워크를 바탕으로 연구 성과물이 확산될 수 있으며, 이를 통해 학술적인 선도는 물론 다양한 분야의 기술적 우위를 선점할 수 있을 것”으로 예상하고 있다.