국립창원대 박용갑 교수 연구팀, 열공학 분야 에너지 효율 향상 방안 제시!
전산유체역학 및 인공지능 활용 열공학 분야 상위 7% SCI 논문 2편 게재
국립창원대학교 공학융합학부(기계공학전공) 박용갑 교수 연구팀의 스마트제조융합협동과정 이문수(석박사통합과정 1학년 재학 중)는 최근 2건의 SCI 논문을 국제 저명 학술지인 ‘Case studies in thermal engineering(IF: 6.4, JCR%: 7.0%(6/79) in Thermodynamics)’ 에 게재했다고 14일 밝혔다.
첫 번째 논문(https://doi.org/10.1016/j.csite.2025.106770)은 ‘Ellipsoidal protrusions for enhanced thermal performance in fin-tube heat exchangers’ 라는 제목으로, 핀-튜브 열교환기의 에너지 효율 향상을 위한 새로운 구조를 제안했다. 연구팀은 핀 표면에 타원형 돌출부를 적용해 유동 박리와 정체 영역을 최소화하여 열전달 성능을 향상시켰다. 그 결과, 기존 평판 핀 대비 Colburn j factor가 최대 48.85%, 에너지 효율 지표인 volume goodness factor가 25.41% 향상되는 성과를 거뒀다.
두 번째 논문(https://doi.org/10.1016/j.csite.2025.107167)은 ‘Optimization of delta ribs in a microchannel heat sink using numerical analysis and Artificial Neural Networks’로 전산유체역학(CFD) 해석과 인공신경망(ANN) 예측을 결합한 열전달 성능 최적화에 관한 연구를 진행하였다. 연구는 리브의 배열과 받음각에 따른 유동 및 열전달 특성을 수치적으로 분석하고, 이를 기반으로 인공신경망을 이용해 성능 최적화를 수행했다. 인공신경망 예측 결과와 CFD 해석의 오차는 0.03% 이내로 일치하였으며, 기존 리브 대비 6.12% 향상된 종합 성능을 달성했다.
박용갑 교수는 “마이크로스케일 및 공랭식 열교환기 구조 최적화에 인공지능을 접목한 융합 연구로, 전자냉각·냉난방 및 공조 시스템, 히트펌프 등 다양한 산업의 에너지 효율 개선에 크게 기여할 것”이라고 전했다.
한편, 박용갑 교수 연구팀은 BK21 스마트공장 교육연구단(4단계 BK21사업), 과학기술정보통신부 지역혁신 연구센터(극한환경스마트기계부품 설계/제조 혁신센터), 교육부 글로컬랩(DNA+ 연구소) 및 지자체-대학 협력기반 지역혁신 사업의 지원을 받아 연구개발을 수행하고 있으며, LG전자와 함께 글로컬대학기술센터를 통한 산학교류 활동을 강화해 나가고 있다.
*사진: 연구팀 사진(왼쪽부터 박용갑(지도교수), 이문수(석박사통합과정)) 및 연구 계략도
내용 문의 : 글로컬대학기술센터
055)213-2730