유체물리 및 정보공학연구실은 공기, 물, 입자, 사람, 드론 등 다양한 객체의 이동현상을 연구하고 있습니다.

ML/DL을 기반한 정보공학과 유체역학을 바탕으로 한 통계물리학을 연계하여 도시, 하천, 해양, 대기의 흐름을 새로운 관점에서 해석하고 예측하는 기술을 개발하고 있습니다.

대규모 에너지가 소규모 에너지로 cascading 하는 통일이론이 규모와 관계없이 적용가능하다는 철학을 바탕으로 작게는 분자수준에서 에너지 소산을 크게는 전지구 수준의 대규모 흐름을 해석하고 있습니다.

성게의 알이 물에서 이동하여 수정되는 현상과 사람이 보도를 따라서 이동하다 부딪히고 회피하는 현상은 서로 상사해서 같은 해석 방식을 적용하여 재현합니다.

하천의 흐름을 예측하고, 저수지와 해양에서 성층화된 흐름을 제어하고, 성게의 수정과정과 범고래의 포식과정에 대한 공학적 설명을 하며, 반고호의 별이 빛나는 밤과 같은 대양에서의 회전흐름을 연구합니다. 이러한 물리적, 생태적 흐름에 대한 생각은 도시에서 사람이 가장 쾌적하게 이동하는 경로, 하천과 연안에서 물에 빠지 사람이 흘러가는 경로등에 적용하여 또한 사회적 연구로 확대됩니다.

정리하자면, 유체물리 및 정보공학연구실의 학문적 도전은 하나의 눈으로 여러 관점을 가지고 다양한 세상을 해석하는 것입니다.

전산유체동역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)은 계산수학, 유체역학, 프로그래밍, 고성능 컴퓨팅의 조합으로 자연과학 및 공학 대부분의 분야에서 수학적 호기심을 넘어 가장 강력하고 필수적인 툴로 성장해 왔습니다.

CFD 연구실은 환경 및 수역 (수로, 강, 호수, 연안, 바다, 대수층)에서의 유체 흐름 및 운송 과정의 계산, 분석, 최적화 및 예측을 위한 수치해석 툴 개발에 중점을 두고 있습니다.

CFD 연구실에서 개발된 툴은 수문학적인 순환 전체에서의 흐름에 적용되며 다양한 시간 및 공간에서 다양한 응용 분야에 적용될 수 있으며, 독일, 캐나나, 한국 및 베트남의 다양한 프로젝트에 적용되어 검증되었습니다.

CFD 연구실의 연구주제는 다양한 학문 분야가 연관되어 있어 건설환경 분야의 학생뿐 아니라 다른 공학 분야의 학생들에게도 관심 있는 분야입니다.

CFD 연구실은 서울대학교 내의 다른 학부 및 연구기관은 물론 다른 대학 및 연구기관과 협력할 기회를 제공하고 있습니다. 또한 CFD 연구실은 교육과 연구가 효과적으로 진행될 수 있는 환경을 제공하며, 고성능 컴퓨팅 기능을 활용하여 수치 모델링과 그 응용 분야를 발전시켜나가고 있습니다.

해안공학연구실에서는 해안에서의 파와 흐름이 자연적인 또는 인공적인 구조물과 주고받는 상호작용을 이해하고 이를 공학적으로 응용하는 연구를 합니다.

예를 들어, 지진해일 하에서 모래가 어떻게 거동하고 새로운 지형이 형성되는지, 풍파와 조석과 지진해일을 대비해서 항만은 어떻게 설계해야 하는지, 또는 해양에너지를 가장 효율적으로 추출할 수 있는 방법은 무엇인지 등을 연구합니다.

방법론적으로는 해안에서 벌어지는 자연현상을 어떻게 하면 수학적으로, 수치적으로 그리고 실험적으로 정확히 재현할 수 있는지에 관해서도 연구합니다. 궁극적으로 해안방재 등 사회문제 해결을 지향하며 연구개발결과의 정책화를 추구합니다.

도시물시스템연구실은 '인간과 자연생태계의 조화와 균형을 지향하며 최적의 수량과 수질을 제공하자'라는 비전을 품고 2023년 1월에 신설되었습니다. 우리 연구실은 하나의 도시 규모부터 여러 도시를 품은 대유역 규모까지 인간 활동과 물이 공존하는 공간 범위에 관심을 가지며, 인간과 생태계 생명 유지와 관련된 물 시스템의 구조·기능·역동성을 과학·공학적인 관점에서 탐구합니다. 예를 들어, 전 지구적 수문 및 지표환경 변화에 따라 발달해온 자연 하천 시스템과 인간이 만든 설계 기준에 따라 건설된 도시 배수 시스템은 어떠한 구조적인 특징을 공유하는지, 이를 토대로 각 시스템상의 물과 오염물질 흐름 모의 모형을 어떻게 구축할 수 있을지를 연구합니다. 또한, 향후 수문기상인자의 변동성과 도심지역 확장·쇠퇴 양상을 고려했을 때 변화할 자연 및 인공 물 배수 시스템의 수문학적 반응에도 관심을 가지며 주요 연구 과제로서 발전시킬 예정입니다. 주요 연구 방법론으로는 수량·수질 관측 자료 등의 다양한 물 관련 빅데이터 분석, 핵심 프로세스에 기반한 수치 모형 개발과 지표수문 복잡계의 창발성을 설명하는 네트워크 이론들을 활용합니다. 향후 연구 계획으로는 도심하천 대상 고시간 해상도 관측 모니터링 시스템을 구축하고 모니터링 결과를 바탕으로 하천환경 보호 정책을 평가하고 앞으로 나아갈 방향을 제언하는 연구와 기계학습과 딥러닝 알고리즘을 이용하여 강우-유출 모형의 하천 유출 모의 결과 고도화하는 연구가 있습니다.