부산대학교 기계공학부 박원규 교수. (사진=부산대 제공)

부산대학교는 기계공학부 박원규 교수 연구팀이 수중폭발 관련 연구로 미국 해군 산하 연구기관인 ONR의 글로벌 연구과제에 선정돼, 약 24만 달러(한화 약 3억 2000만 원)의 연구비 규모로 올해 9월부터 3년간 연구를 수행한다고 19일 밝혔다.

'ONR(Office of Naval Research)'은 미 해군 및 해병대 관련 국방 분야 과학기술 연구를 수행하는 기관으로, 국제적으로 우수한 국방 분야 기술을 가진 연구자를 선정·지원해 미 해군과의 국제연구 협력관계를 구축해 오고 있다. 해당 분야의 국제적 우수성을 인정받아야 ONR 연구과제로 선정될 수 있다.

부산대의 연구 내용은 수중무기에 의한 수중폭발 시 동반되는 버블의 성장 및 붕괴 현상을 해석하기 위한 전산프로그램을 개발하는 것이다.

이를 통해 개발되는 전산해석 기술은 수중폭발 문제뿐만 아니라, 터보/유체기계, 프로펠러, 공동에 의한 부식, 초음파집속술(HIFU), 바늘 없는 주사기, 약물전달 등의 의공학, 살균 및 수질개선 등의 다양한 분야로 응용이 가능하다.

기존의 수중 버블붕괴 현상에 대한 해석은 일정 수준의 압력과 온도 조건에서 상변화 현상을 모델링하는 것이었다. 그러나, 실제적으로 버블이 붕괴되는 시점에서는 아주 짧은 시간 동안이지만 태양보다 높은 온도에서 1000기압 이상의 엄청난 압력상태에서 붕괴한다. 때문에 이러한 극한상태의 버블붕괴 현상을 제대로 해석하기 위해서는 초임계상태의 상변화 현상을 모델링할 수 있어야 한다.

부산대는 국내외적으로 아직 시도된 적 없는 이러한 초임계상태의 상변화 현상을 제대로 모사할 수 있도록 하는 전산해석 프로그램 개발을 목표로, 버블붕괴가 정지된 유동에서 일어나는 현상이 아닌, 매우 실제적인 전단유동 상황에서 일어나는 현상을 그대로 해석할 예정이다.

연구 책임자인 박원규 부산대 기계공학부 교수는 "십여 년간 지속적으로 노력해 온 연구 분야에서 국제적으로 인정받아 매우 기쁘다"면서 "해당 기술이 우리나라의 수중무기 분야의 자주국방 연구에 조금이라도 도움이 되길 바라며, 나아가 의공학 등 민수 분야로의 응용이 확대돼 국내 관련 기술 발전에도 힘을 보탤 수 있도록 연구에 최선을 다하겠다"고 밝혔다.

이번 연구는 향후 미국뿐만 아니라, 독일과도 국제공동연구로 진행될 예정이다. 박 교수는 후배 연구자들과 협력해 연구를 더욱 지속적으로 발전시켜 나갈 예정이라고 덧붙였다.