연구실 탐방 (고체역학 및 익스트림 재료 연구실. 지도교수 : 조한솔)

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   조한솔 교수님이 지도교수님으로 있으신 고체역학 및 익스트림 재료 연구실은 항공우주 및 익스트림 환경에서의 고체재료 및 마이크로구조체의 멀티피직스/멀티스케일/멀티페이즈 역학에 대한 연구를 “연속체역학 (고체+유체역학의 통합된 언어)” 기반으로 수행합니다. 

   연속체역학에 대한 이해를 바탕으로 고분자 및 소프트 재료/구조의 익스트림 역학(주름, 찢어짐 등), 항공우주 및 익스트림 환경(고속, 고온, 고압, 멀티피직스 등)에서의 고체 및 구조체의 하이퍼 역학, 소프트 구조체의 변형, 패턴, 기하, 불안정성, 헤테로 마이크로 구조체의 예측기반 설계 및 3D 프린팅 등 다양한 연구를 진행하고있습니다. 

 

 

<그림 1> Research Overview

 

 

<그림 2> April 2, 2021 연구실 구성원 사진

 

   연구 분야에 대한 간단한 설명을 세 개의 가지로 분류하여 정리하면 아래와 같습니다.

 

 

1. 컴플렉스 고체/유체의 멀티피직스/멀티스케일/멀티페이즈 역학

   우리 연구실에서 주로 다루는 폴리머 재료들은 마치 유체 같기도 하고 고체 같기도 합니다. 따라서 유체역학의 언어(Eulerian)와 고체역학의 언어(Lagrangian)를 모두 이해해야 하며, 이를 바탕으로 폴리머와 같은 콤플렉스 고체/유체 시스템의 비선형 변형 및 흐름에 대한 새로운 시각을 제공하고자 합니다. 
 

 

2. 소프트 구조체의 변형-패턴-기하-불안정성 설계

   앞서 소개한 콤플렉스 고체/유체 시스템의 멀티피직스-역학에 대한 이해를 바탕으로, 최근 다양한 분야에서 사용되고 있는 폴리머 기반 소프트 재료/구조 시스템(소프트 로보틱스, 다기능 표면 등)을 설계-모델링-제작합니다. 
   특히 소프트 구조체의 기하학적 특성과 역학적 특성의 시너지를 이용하여 새로운 패턴 및 불안정성 특성을 가지는 다기능 구조체를 제안하고, 3D 프린터를 이용하여 제작/시험합니다. 

 

 

 

 

3. 항공우주/익스트림 환경에서의 고체/재료/구조의 하이퍼 역학

   대부분의 항공, 우주 및 국방 환경은 고속, 고온, 고압 및 다른 물리/화학 현상이 결합된 멀티피직스-익스트림 환경입니다. 우리 연구실에서는 그러한 익스트림 환경 하의 고체/재료/유체 시스템의 거동에 대한 공동연구를 다양한 연구 파트너와 진행하고 있습니다. 
   이 분야의 연구를 위해서는 우리가 학부 때 배웠던 고체역학, 유체역학, 열/열전달 그리고 비행동역학**의 통합된 이해가 필요합니다. 

 (**아래 현미경 사진에서, 각 Grain은 하나의 크리스탈이며, 익스트림 변형 하에서의 이들의 Texture(인공위성의 3차원 자세와 같은 개념) 변화를 예측하기위해 각 크리스탈의 3차원 오일러 앵글 변화에 관한 운동학적 모델이 필요합니다.)

 

 

- 학생들에게...

 

   고체/유체/연속체역학/수학에 대한 사전 지식이 있다면 도움이 될 수 있겠으나 필수적이지 않고, 저희 연구에 대한 “관심”과 막연한 호기심만 있어도 충분합니다. 

 

   “좋은 마음”으로 “함께” 공부할 수 있는 분들의 많은 관심과 지원 기대하겠습니다. 
 

 

 

 

 

 

작성            조한솔 교수님[hansohl@kaist.ac.kr]

편집              이재호[barbossa0412@kaist.ac.kr]