아주대학교 기계공학부 소속 전산유체 실험실은 1993년 설립되었습니다. 본 실험실에서는 주위에서 일어날 수 있는 유체와 관련된 현상을 컴퓨터를 이용한 수치해석적 방법을 사용하여 연구하는 실험실입니다. 주요 연구분야는 인체 모델링기반 승용차의 IAQ 해석기술 개발 및 차량용 HVAC의 유동 해석 및 실내 공기 질 향상에 중점을 두고 있습니다. 또한, 상용프로그램 FLUENT를 이용하여 해석을 수행하며, 본 실험실에는 고속연산이 가능한 병렬 컴퓨터 시스템을 기반 시설로 활용하고 있습니다.

*전산유체 역학 (CFD: Computational Fluid Dynamics) :
CFD는 유체의 흐름을 실험에 의한 측정적 방법이 아닌 컴퓨터를 이용한 수치해석적 방법을 이용하여 해석하는 것을 의미하는데, 컴퓨터를 이용한 수치해석적 방법은 많은 비용과 시간이 드는 실험에 의한 방법보다 빠르고 경제적인 장점이 있을 뿐 만 아니라, 실험적 방법으로 해석이 불가능한 분야에서도 그 성능을 발휘할 수 있습니다. 컴퓨터가 지난 수십 년 동안 눈부신 발전을 해 왔듯이 전산유체분야도 컴퓨터의 성능향상에 힘입어 비약적인 발전을 해왔으며, 컴퓨터의 속도 향상과 프로그램 개발등으로 더욱 더 발전할 것으로 전망됩니다.

*CFD목적
PDE(Partial Differential Equation, 편미분방정식)을 이용하여 연속적 유체에 대한 모델을 정립
복잡한 PDE를 대수 프로그램으로 만들어 대수 방정식을 풀어 검증
모사(시뮬레이션)를 기반으로 한 설계 수행

*CFD 해석과정
CAD Representation -> Mesh Generation -> Flow Simulation
Numerically solve the equations of fluid motion on the mesh 

*차량용 HVAC의 유동 해석 및 실내 공기 질 향상

쾌적성에 중점을 둔 자동차용 공조 시스템의 개발을 위해 공조 시스템의 다양한 모드에 대하여 비정상 열 유동 해석 및 실내 공기 질 해석을 수행하였고, 결과를 바탕으로 환기효율 개선 및 쾌적성 향상을 위한 최적화를 수행한다. 

*CDI 내부 유동성능 최적화 및 이온흡착 수치모사 

연속식 CDI 단위 셀의 유로와 이온 흡착의 설계변수를 파악하고, 실험 및 시뮬레이션을 통하여 CDI 스텍 내부의 유로 형상을 최적화한다.CDI에서의 이온 전기 흡착 거동의 수치해석을 위하여 수학적 모델을 만들고 유동과 연계한 이온의 흡착 및 탈착 성능을 해석함으로써 모델을 검증한다.

*인체 모델링기반 승용차의 IAQ해석 기술 개발

차량 및 인체 모델링과 수치해석을 통하여 자동차의 IAQ 해석기술을 개발하고, 실차의 IAQ 향상을 위한 해석 모델을 수립한다. 이를 통해 자동차 IAQ평가 및 유지기준기술 기반구축을 통한 IAQ 국제표준화에 대응하며, 자동차와 HVAC 시스템의 설계단계에서 사용중인 CAE Tool과 연계하여 활용가능한 IAQ 해석모델수림으로 개발효율 증대를 기대할 수 있다. 또한 차내 IAQ 향상을 위한 최적 HVAC시스템 제어알고르즘 개발에 활용할 수 있다. 

*유기성 슬러지 고압형 열가수분해 개발 사업

최근 경제적이고 효율적인 탈수 슬러지 처리공법 개발의 필요성이 대두되고 있다. 하지만, 기존 혐기소화법은 느린 처리속도와 함께 안정적 운전이 어렵고, 부산물이 많이 발생하며, 기존 건조, 탄화, 소각, 부숙화 공법은 에너지 소비율이 높다. 따라서 하수슬러지의 에너지 전환 효율을 증대시키는 기술의 필요성이 증대되고 있다. 이러한 주요 문제점을 해결하기 위한 유기성 슬러지 고압형 열가수분해 통합 공정 실증화 개발을 한다.