기계공학부 이은호 교수, 전자기장, 열, 기계적응력에 의한 비가역현상을 열역학적 법칙으로 통합한 수학적 모델링 구조 제안
- 공과대학
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- 2021-10-05
기계공학부 이은호 교수,
전자기장, 열, 기계적응력에 의한 비가역현상을
열역학적 법칙으로 통합한 수학적 모델링 구조 제안
공과대학 기계공학부 이은호 교수(단독저자)는 전자기장, 열, 기계적 응력에 의한 비가역적 변화를 열역학적 법칙(열역학 제 1, 2 법칙)으로 통합하여 하나의 모델로 해석할 수 있는 수학적 모델링 구조를 제안하였다.
본 연구는 한국연구재단 신진연구사업(No. 2021R1C1C1007946)의 지원을 받아 수행되었으며, 결과는 최근 역학 이론을 다루는 국제적 저명학술지인 International journal of Engineering Science (IF=9.219, JCR 분야 상위 1%)에 개재되었다.
기계적 응력, 열, 전자기장은 각각 기계적 변형, 열전달, 자기화, 내부에너지 변화등의 재료내부 변화를 일으키며, 이들 중 일부는 비가역적인 영구변화를 야기한다. 기존의 기계, 열, 전자기장의 영향을 열역학적 법칙 내에서 통합하는 수학적 모델은 가역적변화내에서 많은 연구가 이루어져 왔지만, 비가역적 변화를 포함하여 통합하려는 이론적 시도는 많이 이루어지지 못했다.
이에 이은호 교수는 inelastic potential이라는 개념을 도입하여 전자기, 열, 기계적 영향에 의한 비가역현상을 하나의 모델로 해석할 수 있음을 보여주었으며, 더불어 이 모델이 실용적인 공학적 문제에 적용될 수 있음을 3가지 예시(금속재료의 소성변형 해석, 고혈압 환자의 폐동맥벽면 손상해석, 전자기장을 활용한 소재의 비파괴검사 해석)를 활용해 보여주었다.
나아가 본 연구의 후속연구로서 미시간주립대의 백승익 교수와 협업을 통해 NIH의 지원을 받아 고혈압 환자의 폐동맥벽면 손상해석에 관한 연구를 Journal of Biomechanical engineering(1저자: 이은호 교수, 교신저자 : 백승익 교수) 저널에 추가 게재하였다. 또한 이은호 교수 연구팀은 일반상대성이론의 효과를 고려하기 위해 본 모델을 시공간좌표변화에 대한 불변량으로 만드는 연구를 지속적으로 진행하고 있다.