지스트 학부생 윤예지 학생,  

학사논문연구 프로그램 통해 SCI급 저널에 제1저자로 등재 

 - 지스트의 학부생 연구프로그램 활성화로 수준급 연구 결과물 배출 

□ 지스트(광주과학기술원, 총장 김기선) 학사과정에 재학 중인 윤예지 학생(기계공학전공 4학년, 지도교수: 기계공학부 지솔근 교수)이 제1저자로 참여한 연구 논문이 미국물리학회가 발간하는 SCI급 과학저널인 ‘유체 물리학(Physics of Fluids)'에 게재되었다.

∘ 윤예지 학생은 2019년 당시 3학년에 재학중 지스트 학부생 연구참여 프로그램인 ‘GIST Summer Undergraduate Research Fellowship (G-SURF)’을 통해 연구에 대한 흥미가 시작되었고, 2020년에는 ‘학사논문 연구’를 수강하며, 움직이는 물체 주변의 복잡한 유동에 대한 연구를 수행하였고 이를 발전시켜 SCI 저널에 논문을 게재하는 성과를 거두었다.

□ 윤예지 학생은 물과 같은 일반적인 뉴튼 유체(Newtonian fluid)*와 여러 혼합물이 섞인 액체에서 나타나는 비뉴튼 유체(non-Newtonian fluid)가 물체 주변을 흘러갈 때 나타나는 와류 유동에 대해 정밀한 수치해석을 진행하였다. 물체의 움직임이 변하는 상황에서 뉴튼 유체에 대한 와류 현상을 분석하는 기존의 연구는 있었으나 비뉴튼 유체에 대한 연구는 부족한 실정이다.

*뉴튼 유체(Newtonian Fluid): 유체의 점성(viscosity)이 유동의 속도 구배와 상관없이 일정한 유체를 뉴튼 유체라고 한다. 비뉴튼 유체(non-Newtonian fluid)는 속도장의 전단율(shear rate)에 따라 점성이 바뀌는 유체로 보통 화합물이 혼합된 액체에서 나타난다.

□ 윤예지 학생은 전단박화유체에서는 물체에 움직임에 의해 국소적으로 점성이 감소하여 다수의 와류 구조가 생성될 수 있음과 전단강화유체에서는 이와 반대로 점성이 증가하여 소수의 와류 구조가 생성됨을 밝혔다. 전단박화유체에서는 발생하는 다양한 와류 구조는 물체가 받는 힘이 시간에 따라 매우 달라지게 함을 정밀한 수치해석으로 보여주었다.

∘ 지솔근 교수는 “산업 현장(가공 과정)에서 혼합물을 섞는 등 물체가 유체 내에서 움직이는 상황을 생각할 수 있으며, 그러한 상황에서 순간적이고 국소적으로 변하는 점성으로 인해 물체가 받는 항력 변화를 가장 기본적인 형상인 실린더 주위 유동 케이스를 통해 확인하였다”며 “물체의 움직임으로 발생하는 비뉴튼 유체의 유동 연구와 관련하여 좀 더 복잡한 형상 주위로의 유동 등 여러 상황에서 발생하는 비정상 유동에 대한 연구의 기초를 제공할 것으로 기대한다”고 말했다.

□ 윤예지 학생은 “G-SURF 프로그램을 통해 학부생도 연구과정에 대해 압축적으로 배울 수 있고, 연구실 생활도 미리 경험해 볼 수 있는 기회가 생긴다”며, “지스트에서는 학부의 전공 수업들이 대학원과 잘 연계되어 있어 관심 분야의 심화 수업과 지도교수님의 연구 지도를 통해 학생들의 진로 결정에 많은 도움을 주는 프로그램으로 운영되고 있다” 고 말했다.

∘ 이번 연구는 GIST Research Institute (GRI) 지원을 받아 연구를 진행하였으며, 윤예지 학생은 지스트 G-SURF을 통해 여름방학기간 연구인턴에 대한 지원을 받았다. 연구결과는 2020년 12월 유체 물리와 기계공학 분야의 권위 있는 학술지인 ‘Physics of Fluids'에 게재되었다. <끝>

사진_ 지스트 학부생 윤예지 학생