연구실 설명

우리 연구실은 근본적으로 물리/화학/생물 현상을 수학모델로 묘사하고, 전산화를 통해 공정의 행동 양상을 예측하고 공정디자인 및 운전조건을 최적화하는 것을 목표로 합니다. 우리 연구실은 “공정시스템(Process Systems Engineering, PSE)” 기술과 “전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)” 기술을 바탕으로, 특정 공정에 구애받지 않고 다양한 시스템에 적용하여 공정의 성능과 효율 등을 분석합니다. 공정시스템 기술은 공정의 전반적인 설계와 운전조건을 다룰 수 있다면, 전산유체역학은 복잡한 반응기의 설계와 반응기 내부에서의 복잡한 유동 및 반응/전달 현상을 다룰 수 있습니다. 우리 연구실에서 다루는 대표적인 화학/환경 공정으로는 해수담수화 및 수처리공정, 이산화탄소 포집 및 전환공정이 있습니다. 공정 모델링 및 시뮬레이션을 통해 공정 성능 예측, 공정 디자인/운전조건 최적화, 경제성 평가 및 전주기 분석 연구를 수행함으로써, 경제적이고 환경친화적인 공정의 설계를 최종 목표로 하는 연구를 수행합니다. 또한 우리 연구실에서 항암치료 및 혈전치료에서의 혈류와 약물 전달을 모델링하고 시뮬레이션하여 약물의 효능 및 부작용을 예측하고, 개발된 예측 모델을 이용해 최적화 알고리즘을 적용함으로써 효능을 극대화하고 부작용을 최소화하는 최적 약물 주입 프로토콜을 유도하는 연구를 수행합니다. 또한, 효과적인 표적약물전달을 위한 신약 및 약물 전달체(nanocarriers)의 중요 특성 파라미터를 시뮬레이션을 통해 식별하고, 그 값을 모델기반 최적화를 통해 유도함으로써 신약 개발 연구 및 임상 연구를 위한 가이드라인을 제공하는 연구를 합니다.

주요 연구분야

• 다양한 화학/환경/에너지/의공학 시스템의 예측 수학 모델 개발, 공정 시뮬레이션 및 설계/운전 최적화, 경제성 및 전주기 분석
• 전산유체역학(Computational fluid dynamics, CFD) 시뮬레이션 및 반응기/디바이스 디자인 최적화

대표적 연구성과

• 다양한 멤브레인 기반 해수담수화 공정(FO, RO, MD, ED, MCDI 등) 모델 개발 및 최적화
• 멤브레인 모듈 내 복잡한 유동 및 물질전달의 전산유체역학 시뮬레이션
• 전기모터 시뮬레이션 및 디자인 최적화
• 다양한 이산화탄소 전환 시스템 시뮬레이션 및 경제성/전주기 분석
• LNG탱크 내의 물질 전달 현상 모델링 및 시뮬레이션
• 혈전치료 수학 모델 개발 및 3차원 환자 혈관 모델에서의 혈전치료 시뮬레이션
• 항암치료 수학 모델 개발 및 약물주입 프로토콜 최적화
• 대동맥 스텐트장치의 3차원 시뮬레이션