교과목_대학원_유체공학 - 서울대학교 기계공학부

대학원교과목

유체공학	해당교과목(*타그룹대상 추천 교과목 ⁂다중그룹 소속 교과목)
핵심	M2794.008700	점성유동*
핵심	M2794.008600	비점성유동
심화	M2794.008800	고급가스터빈론
	M2794.008900	마이크로유체역학
	M2794.009000	기계공학수치해석*
	M2794.009100	난류유동
	M2794.009200	전산유체역학
	M2794.009300	터보기계
	M2794.012400	다상유동
	M3228.001700	다공성물질 문제연구(1학점)

멀티스케일물리, 소자이론(Fundamentals of Multiscale Physical Devises)4461.526: 멀티스케일 문제의 엄밀한 해석 체계를 갖추기 위해서는 양자역학부터 연속체 역학까지의 이해와 적용능력이 필요하다. 실제적인 디바이스의 설계를 위해서 필요한 물리계의 이론을 양자역학에서 출발한 제일원리의 분자동역학으로부터 고전적 분자동역학, 마이크로 스케일 물리계 역학, 연속체 물리계의 이론까지 학습한다.

멀티스케일가공공정개론(Fundamentals of Multiscale Fabrication)4461.540: 멀티스케일 가공공정의 기초지식 및 배경 이론을 학습한다. 나노스케일에서 벌크스케일까지 적용되는 다양한 가공 방법의 특징 및 원리를 파악한다. 분자/입자를 조립하는 Bottom-up 방식, 벌크물질을 식각하여 원하는 구조를 제조하는 top-down 방식 및 두 방법을 결합하는 hybrid 방법 등의 각각의 특징을 파악하고 각각의 공정을 최적화할 수 있는 방법 및 핵심 동향을 학습한다.

마이크로/나노기전시스템제작및실습(Hands on Fabrication of MEMS And NEMS)4461.541: 멀티스케일 현상을 이용하는 전형적인 소자 및 시스템인 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 및 NEMS(Nano Electro Mechanical Systems)를 직접 제작, 측정 하는 실험 및 실습과목이다. 나노 및 마이크로 현상을 이용하는 각종 공정의 원리 및 공정의 설계 방식을 습득하고 top-down 및 bottom-up 방식의 제작 중 전형적인 접근방식들을 실제로 구현하고 비교한다.

나노/바이오융합시스템(Nano/Bio Fusion Systems)4461.543: 나노기술과 바이오 기술의 융합은 대표적인 멀티스케일 멀티피직스 문제와 관련되는 기초영역과 응용기술들 중 멀티스케일/멀티피직스에 연관되는 핵심사항들을 선택적으로 정리하여 진행한다. 이를 위하여 세포생리, 생화학, 나노입자, 바이오 멤스, 마이크로 플뤼딕스 등의 개념 등의 기초지식이 다루어지며 여러 전공에 바탕을 둔 학생들을 위하여 용어의 정의 및 원리이해 등에 중점을 둔다.

대학원논문연구 1(Dissertation Research 1)4461.803: 구체적인 논문의 방향을 잡아가고 그 과정에서 부딪히는 문제점에 대해 의견을 나눔으로써 보다 깊이 있는 논문을 쓸 수 있도록 하기 위한 교과목으로 전체적인 개요를 잡기 위한 준비과정으로 학생들의 논문 진척정도에 따라 다르게 진행된다.

대학원논문연구 2(Dissertation Research 2)4461.804: 구체적인 논문의 방향을 잡아가고 그 과정에서 부딪히는 문제점에 대해 의견을 나눔으로써 보다 깊이 있는 논문을 쓸 수 있도록 하기 위한 심도 있는 세부내용에 대한 해결책을 모색하는 심화과정으로 학생들의 논문 진척정도에 따라 다르게 진행된다.

공학연구윤리및논문작성법(Engineering Research Ethics and Writing Skills)M1570.000300: 이 강의는 학생들이 연구를 수행할 때 고려해야할 연구 윤리와 어떻게 연구 문제를 수립하고 논문 또는 보고서를 작성할 수 있는지 학습할 수 있도록 방법론을 제시하고 실제로 연습하는 것을 목표로 합니다. 연구 윤리 및 연구내용의 수립과 논리적 공학 글쓰기를 주제로 강의가 진행됩니다.

로봇 액츄에이션 및 센싱 메커니즘 설계(Actuation and Sensing Mechanisms for Robots)M1598.000200: 액츄에이션과 센싱은 대부분의 로봇시스템에서 핵심기능이다. 이 과목에서는 실제 로봇에서 사용되는 다양한 형태의 액츄에이터와 센서들의 기계적, 전기적 매커니즘을 살펴본다. 세부주제로는 전자기 액츄에이터, 유압 또는 공압 기반 액츄에이터, 고분자 액츄에이터, 생체 모사 인공근육, 힘 또는 촉각센서, 비젼센서, 소프트 센서 등을 포함한다. 이러한 액츄에이터와 센서들이 어떤 방식으로 작동을 하고 성능이 결정되는 지와 함께, 멀티 스케일 관점에서 실제 로봇 또는 기계 시스템에 적용이 될 때, 고려해야 할 설계요건들을 기계적인 특성, 제어 전략, 신호처리 등의 관점에서 알아본다.

나노스케일 공정기술 및 응용(Nanoscale Fabrication and Applications)M3231.000100: 나노 입자, 나노튜브, 박막 등과 같은 나노재료의 제작 원리와 공정 기술에 대해서 학습한다. 나노재료가 갖는 특성과 그 원리를 이용하여 기능성 재료를 제작하는 다양한 기법과 바이오, 에너지, 광전기기 등의 응용분야를 학습한다. 다기능성 나노재료의 기계적, 구조적, 광-전기적 특성을 평가하는 다양한 기법과 원리에 대해 학습한다.

유도초음파해석및응용(Guided Ultrasonic Wave Analysis and Applications)M1598.000400: 초음파 현상을 이해하기 위해서는 특성에 따른 파동의 전파 특성을 이해할 필요가 있다. 본 강좌에서는 무한/반무한 탄성체에서의 기본적인 파동 현상을 공부한 다음, 오일러보, 티모센코보에서의 굽힘파, 평판에서의 램파와 전단파, 실린더에서의 포크햄머-크리파 등 다양한 유도초음파를 다룬다. 또한 파동전파 특성을 조절하는데 사용되는 최근의 기술에 대해서도 공부한다.

제어시스템 1(Control Systems 1)M2794.005300: 제어시스템의 기본개념과 선형시스템 기초, 최적제어, dynamic programming, Hamilton-Jacobi이론, 기하학적 비선형 제어이론 등을 공부한다.

기초음향공학(Engineering Acoustics)M2794.005400: 음파의 생성, 투과, 흡수, 방사 등에 대한 기본 이론들을 단순한 모델을 통하여 설명하고, 이러한 이론들을 음향 및 소음 공학의 여러 가지 중요한 분야에 응용할 수 있는 능력을 개발하는데 목적이 있다. 이를 위하여 학생들에게 그 기본 개념, 용어, 그리고 음향공학적인 문제들을 다룰 수 있는 해석 방법들을 소개한다.

로봇역학(Robot Mechanics)M2794.005500: 강체운동, POE 정기구학방정식, 역기구학, 폐연쇄및 병렬기구, 작업공간과 조작성, Lie 이론에 기초한 로봇동역학, 폐연쇄 동역학, nonholonomic 로봇시스템 해석, 로봇제어 등을 공부한다.

고차원데이터 분석을 위한 기하학적 방법(Geometric Methods for High-Dimensional Data Analysis)M3228.002300: 본 과목에서는 고차원 데이터의 저차원 표현을 학습하기 위한 기하학적 방법을 소개한다. 미분 기하학의 기초(구체적 주제는 리만 다양체 및 Lie 그룹, 텐서, 커넥션 및 fiber 번들 포함)를 다룬 후, 고차원 데이터에 대한 기존 기계 학습 알고리즘(예: 매니폴드 러닝, 메트릭 러닝)의 기하학적 일반화 방법을 개발하여, 대칭적 구조가 존재하는 고차원 비유클리디언 데이터 문제에 적용한다. 위와 같은 방법을 구현하기 위한 효율적인 계산 알고리즘도 소개한다. 후반부에는 Ito 확률 미분 방정식의 관점에서 강화 학습과 확률 최적 제어 간의 관계를 고찰하여, 고차원 비유클리디언 데이터 강화 학습 문제에 적용 가능한 기하학적 방법도 개발한다.

동역학, 제어 및 로보틱스 특론(Advanced Topics in Dynamics, Control and Robotics)M2794.005700: 본 과목의 목적은, 동역학, 제어, 로보틱스 각각의 연구 분야 및 그들 사이 융합 연구 분야에서의 고전 및 최신의 고급 이론들을 소개하고, 그들의 적용 예를 학습한다.

스마트 자율주행 시스템 제어 (Smart Autonomous Driving System Control)M3228.002400: 이 과목은 차량동역학 및 제어 시스템과 제어이론응용을 다룬다. 동역학적 해석을 위한 물리적인 특성 및 모델링, 차량주행안전성, 스마트 자율주행 시스템에 대해 강의하고 이런 시스템에 응용되는 제어이론 및 제어기법을 학습할 수 있도록 한다. 특히, 스마트 자율주행 제어시스템의 최신 기술동향에 대해 소개한다. 자동차의 사고방지안전시스템 및 운전자보조시스템에 적용되는 제어이론을 소개한다. 또한 자율주행자동차에 핵심요소기술, 위치정보, 도로주위환경인지, 주행모드판단제어의 기본이론을 소개한다.

제어시스템 2(Control System 2)M2794.005900: 제어 시스템 1 의 연이은 과목으로 고급 제어시스템 설계 및 해석에 필수적인 개념 및 기법들을 소개하는데, 특히 비선형 제어, 확률적 추정 및 제어, 적응 제어 및 비선형 최적제어 등에 주안점을 둔다.

벡터공간최적화(Vector Space Optimization)M2794.006000: 본 과목은 유한 및 무한 벡터공간에서의 최적화에 관해 다룬다. 토대를 이루는 수학적 이론에서 실질적인 알고리즘에 중점을 두어 학생들에게 적절한 최적화 알고리즘을 선택하는데 있어서 필요한 통찰을 제공하고 필요하다면 특정문제에 따라 기존의 알고리즘을 목적에 맞게 수정하여 사용할수 있는 능력을 제공한다. 본 과목은 최적화를 전공하거나 기존의 최적화 프로그램을 유용하게 사용하고자 하는 대학원생에게 유용하며 동시에 최적화에 관련된 선형대수, 변분법등에 관한 확고한 기반을 제공한다.

진동학(Vibration)M2794.006100: 학부에서 배운 기계역학을 기초로 하여 진동 현상에 대하여 좀 더 해석적인 방법으로 깊이 있게 다룬다. 이 교과목에서는 이산계의 고유진동수 및 고유벡터의 성질, 수치 해법을 이용한 고유치 해석, 연속계의 고유모드와 모달 해석법, 엄밀해와 근사해의 유도와 진동문제에서의 유한요소법 응용, 각 종 비선형 진동 해석 등의 이론적, 수치적 기법을 다룬다. 또한 실험적 기법으로서 실험모드해석의 이론 및 실험방법과 적용 예에 대해 공부한다. 즉, 기본 모드 이론과 불규칙 진동을 다룬다. 진동 신호 해석에 이용되는 디지털 신호 처리의 기본 개념 및 FFT 알고리즘, 창 함수 등에 대해 강의한다. 실제 구조물의 진동 실험에 필요한 실험장치 및 계측방법에 대해 설명하고 실험 데이터로부터 모달 파라미터를 추정하는 법과 주파수응답함수 합성법 등에 대해 강의한다.

생체모사로봇공학(Biologically Inspired Robotics)M2794.006200: 본 과목에서는 생체에 대한 이해를 바탕으로 로봇을 설계하는 방법에 대해 학습한다. 근육의 구조, 다양한 형태의 운동 원리 및 신경제어 등의 생체 시스템에 대해 공부하고 엑츄에이터, 제조기술, 메커니즘 및 제어와 같은 로봇의 구성 요소들에 대해 알아본다. 이러한 기본 요소들을 이용하여 만들어진 다양한 생체 모방 로봇 및 의료용 로봇들을 다룬다.

바이오마이크로기전시스템(Bio-MEMS)M2794.006300: 본 강의에서는 MEMS 기술, 정밀 가공 기술, microfludics 기술, micro electronics 기술, micro biology 기술의 융합에 의해서 탄생된 bio-MEMS를 다루게 되며, 이를 위해서 정밀 기계공학, 극미세 유체 현상학, 생명공학, 생화학, 표면분석화학의 기본적 이해, 차별화된 MEMS 단위 공정 기술과 응용예에 대한 이해, 산업화의 가능성을 공부하게 된다.

입자 및 에어로졸공학(Particle and Aerosol Technology)M2794.006400: 입자의 발생, 성장, 이동, 부착 메카니즘을 공부한다. 에어로졸 동역학 모델링 기술, 에어로졸 측정 원리와 나노입자제조, 집진 등의 응용 분야도 다룬다.

정밀기계계측(Instrumentation for Measurement Analysis and Control)M2794.006800: 기계시스템, 생산, 제품과 관련한 정밀 측정 및 비젼 검사 기술에 대해서 강의한다. 주요내용으로, Dimensional metrology, Machine metrology, 머신비젼, 디지탈 영상처리, 2D/3D 측정기술, Interferometry, SPM 등을 이용한 3차원 나노미터 측정기술에 대해서 강의한다.

제조고려설계(Design for Manufacturing)M2794.006900: 신제품을 개발하는데 제품수명비용의 약 70%가 설계단계에서 결정된다. 국제적인 경쟁으로 점점 짧아지는 제품개발주기와 낮아지는 제품개발 비용을 만족시키기 위해서는 설계자의 역할이 어느 때 보다 중요해지고 있다. 효율적인 설계를 위해서는 제조방법, 제조가능성, 제조비용, 조립성, 사용재료, 친환경성 등을 설계자가 고려할 필요가 있다. 이러한 종합적인 설계방법론을 총칭하여 제조고려설계 (Design for Manufacturing)이라고 하며 세부적으로는 조립성 설계 (Design for Assembly), 친환경설계 (Design for Environment) 등으로 구분된다. 본 강좌에서는 2~3명의 수강생들이 그룹을 이루어 창의적인 제품을 기획하고, 개념설계, 재료선정, 상세설계, 시작품 제작을 수행하며 각 단계별로 제조고려설계의 개념을 적용하고 다양한 컴퓨터 S/W를 사용하게 된다.

의료 로봇 및 기기 설계 개론(Introduction to Design of Medical Robots and Devices)M3228.002700: 이 교과목은 의료 로봇 및 기기 분야에 대한 전반적인 소개와 수술, 보조 및 치료 목적의 기기의 설계, 개발 및 적용을 제시한다. 구체적으로, 로봇최소침습술, 로봇중재술, 수술용 로봇, 의수, 재활 기기, 이식 기기의 작동 원리와 메커니즘 설계를 제시하며, 햅틱과 원격조종 등과 같은 기술에 대해서도 소개한다. 이 교과목은 교수의 강의, 임상 분야의 초청 강의, 학생의 저널 리뷰 발표 및 팀 프로젝트로 구성된다.

연속체역학(Continuum Mechanics)M2794.007100: 연속체의 응력과 변형과 변형률에 대하여 공부한다. 연속체의 지배 방정식을 유도하고 공부한다. 연속방정식, 운동 방정식, 에너지 방정식 등을 자세하게 살펴보고 가상 일의 원리를 설명한다. 특히 근래에 관심이 되고 있는 비선형 고체(비선형 탄성, 소성)의 구성방정식을 소개하고 열역학적인 접근법을 다룬다.

소성역학(Plasticity)M2794.007200: 소성역학은 재료가 탄성영역을 넘어 영구변형을 일으키는 영역에서 재료의 성질과 변형 특성을 다루는 학문이다. 소성역학에서의 재료는 비선형, 대변형 거동을 한다. 강의 내용은 기초와 고급으로 나누어진다. 기초를 다루는 강의의 범위는 소성학의 기초이론인 항복이론, 엄밀한 수학적인 방법에 의한 구성방정식의 기술, 경계치 문제를 풀기위한 extremum principle의 수학적 접근 등이다. 경계치 문제는 완전해가 존재하는 간단한 문제로 국한한다. 고급수준을 다루는 강의 범위는 대변형에 관한 소성이론의 수학적 전개, 유한요소법과 연계한 실제적인 대변형 문제의 이론과 해석 방법이다. 유한요소법에 의해 실제적인 경계치 문제를 푸는 방법은 단조, 판제 성형, 분말 성형 등에 적용한다.

유한요소해석(Finite Element Analysis)M2794.007300: 본 강좌는 유한요소법의 이론적 측면에 중심을 두어, 유한요소법의 기본적 개념, 정적 및 동적 해석을 수행하기 위한 수학적 정식화 과정, 효율적인 계산 수행을 위한 수치 알고리즘에 대한 고찰등에 대해 논의한다.

탄성학(Theory of Elasticity)M2794.007400: 학부에서 고체 또는 재료역학을 수강한 학생을 대상으로 구조역학의 이론적 배경의 확립에 필수적인 “선형 탄성학 이론과 응용”를 다룬다.선형탄성학에 필요한 기본 연속체역학과 최근 많이 활용되고 있는 균질화기법의 강의를 시작으로, 팝코비치-노이버 포텐셜에 의한 대표적인 3차원 탄성문제에 대한 엄밀해를 다룬다. 2차원 탄성체문제의 경우, 에어리 응력기법에 기초한 다양한 해석기법을 다루고, 마지막으로는 다루는 축의 비틀림문제에서는 탄성학 이론이 어떻게 구조해석문제에 응용되는지를 심도있게 다룬다. 기본적인 박벽개단면은 물론 최근 연구된 박벽폐단면 이론도 체계적으로 소개한다.

경량 가변 구조물의 해석 및 설계(Analysis and Design of Lightweight Deployable Structures)M3228.002800: 공간구조물, 장력구조물, 판과 쉘구조물, 박막구조물, 적응구조물, 그리고 종이접기에 기반한 전개구조물 등을 통하여 경량 가변 구조물의 해석 및 설계를 학습하고, 기계, 항공우주, 바이오, 건축, 그리고 환경 분야로의 응용을 모색한다. 추가로 프로그래밍을 통한 시뮬레이션, 외부 하중에 따른 구조물의 변형 메커니즘과 기계적인 특성의 변화를 분석하고 프로토타입 제작을 위한 첨단 장비 사용 등을 학습한다.

전산나노역학(Computational Nanomechanics)M2794.007600: 고체구조의 나노스케일에서의 거동과 나노스케일과 거시스케일이 혼재하는 멀티스케일 거동에 대해 공부한다. 나노스케일의 거동을 해석하기 위해서 분자동역학을 공부한다. NVE, NVT, NPT, N_sigma_T등의 유닛셀 앙상블 시뮬레이션에 대해 공부한다. 나노스케일과 연속체 스케일을 결합한 준연속체 기법을 소개한다. 표면의 원자간 결합을 고려한 표면 효과에 대해 소개한다. 끝으로 원자영역과 연속체영역을 연결하는 스케일간 결합기법에 대해 공부한다.

지능재료 및 설계(Smart Materials and Design)M2794.007700: 지능재료의 정의와 종류, 역할등에 대한 개략적인 고찰을 한 후 선형 이론을 적용하여 지능 구조물의 거시적인 거동을 기술하는 방법론을 제공한다. 구조물의 열-전기-기계의 완전 연성을 고려하여 주어진 환경하에서 거시적인 거동을 기술하는 능력을 습득하고, 실제 작동기로 사용되는 피에조 세라믹 계열의 재료(PZT, PLZT)와 형상기억합금(SMA;Shape Memory Alloy)의 미시적인 구성방정식을 다루고 이 미시적인 관점이 어떻게 거시적인 구성방정식으로 확장되는지에 대한 미시역학을 공부한다. 특히 PZT에서 발생되는 분극반전(polarization switching)에 대해 공부하고 SMA에서 발생하는 상 전이 현상(Phase transformation)에 관해 공부한다. 구성방정식을 공부한 후 실제 구조물에서 지능재료의 기능을 고찰하고 설계에 응용하기 위한 실제문제들의 해석과 설계 문제를 다룬다.

통계기반 공학해석 및 설계(Probabilistic Engineering Analysis and Design)M2794.007800: 해당과목은 공학분야에서 중요한 통계적 데이터 처리, 통계적 공학해석, 통계기반 공학설계 이슈들을 다룬다. 통계적 데이터 처리에서는 공학통계, 통계적 데이터 처리의 정성적, 정량적 접근법과 베이지안 통계학을 배운다. 통계적 공학해석은 신뢰성함수, 위험도함수, 가속수명시험, 불확실성 해석, 신뢰성해석, 건전성 진단 및 예지기술을 배운다. 통계기반 설계에서는 통계기반 민감도 해석, 반응함수법, 신뢰성기반 최적설계를 다룬다. 끝으로 공학시스템의 건전성 모니터링기술을 간단히 다룬다.

고급열역학(Advanced Thermodynamics)M2794.007900: 학부과정에서 배운 거시적 관점의 열역학 기본법칙을 재정립하고 이와 더불어 열역학적 현상을 미시적 관점에서 취급할 수 있는 통계열역학의 기초를 교수한다. 고전적인 운동론에 의한 취급 방법을 소개한 후 슈레딩거 방정식에 의한 입자운동을 해석하고 이를 통계열역학의 문제 해석에 이용한다. 단원자, 이원자 및 다원자 기체의 상온, 저온 및 고온 현상을 취급한다.

고급기계공학해석(Advanced Mechanical Engineering Analysis)M2794.008000: 본 과목에서는 기계공학에서 응용되는 여러 가지 수학적 해석기법을 다룬다. 학사과정의 공학수학 1 및 2에서 학습한 방법들을 보다 정도를 높여 대학원 수준에서 기계공학에서의 실제 문제와 연관하여 학습한다.

고급내연기관론(Advanced Internal Combustion Engine)M2794.008100: 내연기관의 성능요소, 내연기관의 연소, 추출물의 생성기구와 제어, 연료 절약 및 성능 예측, 내연기관의 계측및 대체연료 기관의 성능 등에 관한 토픽을 중심으로 학습한다.

대류열및물질전달(Convective Heat and Mass Transfer)M2794.008200: 대류 열 및 물질전달에서는 유체의 유동이 동반된 열 및 물질전달을 다루며 해석적인 결과와 실험적인 결과를 학습한다. 열 및 물질 전달현상의 메카니즘을 파악하며 실제 응용에 있어서 학습한 기본 원리가 어떻게 적용되는가를 공부한다.

복사열전달(Radiation Heat Transfer)M2794.008300: 복사열전달의 물리적 현상 및 해석 방법을 공부한다. 복사 물성치의 측정과 이론적 예측 방법을 공부하며 고체 표면 간의 복사열전달, 열복사를 흡수, 방사 및 산란하는 매질에서의 복사 전달 방정식을 유도한다. 여러가지 형상의 매질에 대하여 복사 전달 방정식을 적용하고 이의 해를 해석적 또는 근사적으로 구하는 방법에 대하여 공부한다.

저온공학(Cryogenic Engineering)M2794.008500: 저온공학의 기본 이론과 그 응용예들을 다루며, 저온의 생성 원리, 저온 사이클 구성 및 해석, 저온유지, 저온유체의 저장 및 이동, 액화시스템, 진공시스템 등에 관해 취급한다. 극저온영역에서의 온도 측정 및 온도 표준에 대하여 알아보고, 저온냉동시스템의 종류, 구성, 해석방법, 성능 등에 관해 학습한다. 다양한 종류의 액화장치를 다루며, 저온시스템에 사용되는 구성요소들에 대해 공부한다.

비점성유동(Inviscid Flow)M2794.008600: 텐서해석을 도입함으로써 유체 유동에 관한 기본 보존 법칙들로부터 Navier-Stokes방정식을 편리하게 유도한다. 비점성유체 유동에 대한 일반적인 정리들을 학습하고, 비점성유체의 비회전유동(포텐셜 유동)에 대하여 성립하는 Laplace방정식의 선형성에 기반을 둔 중첩의 원리를 적용함으로써 실린더, 타원체, 익형, 다각형 등을 지나는 다양한 2차원 포텐셜 유동 문제 및 구, Rankine 타원체 등을 지나는 다양한 3차원 포텐셜 유동 문제의 해들을 구한다. 이어서 작은 진폭 파의 전파로 인하여 채널 깊이, 중력, 표면장력 등이 표면 또는 계면에 미치는 영향에 대하여 고찰한다. 마지막으로 비점성 압축성 유동에서 음파의 전파, 수직충격, 경사충격을 학습하고, 이를 1차원 유동 및 익형을 지나는 유동 등 다차원 유동의 해석에 확장 적용한다.

점성유동(Viscous Flow)M2794.008700: 이 과목에서는 점성유동을 소개한다. 기본 방정식 복습 후에 Navier Stokes 식의 엄밀해가 가능한 특별한 유동들을 해석하고, similarity 방법을 통해 다양한 점성 유동 문제에 대해 공부한다. 이후에는 근사해 방법, 경계층 안정성, 천이유동, 난류에 대해서도 알아본다.

고급가스터빈론(Advanced Gas Turbines)M2794.008800: 가스터빈 설계, 이용 및 개발에 관한 내용을 교수한다. 발전용과 항공기용 동력발생 시스템의 원리, 현재의 기술현황, 개발 방향과 가스터빈 구성품인 압축기, 터빈, 연소기의 설계와 해석 등을 취급한다.

마이크로유체역학(Micro Fluid Mechanics)M2794.008900: 마이크로/나노플루이딕스(Micro/nanofluidics) 기술의 근본이 되는 마이크로 및 나노스케일에서의 액체 및 기체의 거동에 대하여 소개한다. 이론적인 측면에서는 고전 유체역학 및 물리학의 기본 개념을 이용하여 연속체 가정의 타당성, 분자간 및 계면에서의 힘, 모세관 유동, 접촉선 운동, 일렉트로키네틱 (electrokinetic) 유동 등을 해석하는 방법을 다룬다. 실험 및 응용 분야로서 마이크로플루이딕 소자 제작 및 실험법, 마이크로액체 구동, 바이오 유동 등에 대하여 공부한다.

기계공학수치해석(Numerical Analysis in Mechanical Engineering)M2794.009000: 본 교과목에서는 과학 또는 공학문제와 연관된 지배방정식을 풀기 위한 제반 수치해석 방법을 소개한다. 특히, 보간, 수치미분, 수치적분, 미분방정식의 수치해, 이산변형법 등을 가르친다.

난류유동(Turbulent Flows)M2794.009100: 유체역학의 중요한 주제인 난류유동은 공학뿐만 아니라, 대기과학, 응용수학, 물리를 전공하는 학생들도 많은 관심을 갖는 학문이다. 본 과목에서는 우선 유체운동의 방정식과 난류유동의 통계적 접근 방법, 평균속도 방정식에 대해 공부한다. 그런 다음 자유전단유동, 난류유동의 스케일들, 벽면을 가지고 있는 유동들의 물리적 특성에 대해 다룬다. 마지막으로 직접수치모사, 에디점성계수를 근간으로 한 수치모사, 큰 에디모사 등을 통하여 난류유동의 모델링과 시뮬레이션 방법에 대해 공부한다.

전산유체역학(Computational Fluid Mechanics)M2794.009200: 전산유체역학은 수치해석방법을 이용하여 공학에서 발생하는 유체유동을 해석하거나 예측하는 유체역학 분야 중 한 분야다. 본 교과목에서는 유체유동의 기본개념, 수치해석방법의 개요, 유한차분법, 유한체적법, 선형방정식의 해, 비정상문제를 위한 수치방법, Navier-Stokes 방정식의 해, 복잡한 형상의 처리, 난류유동, 압축성유동, 효율과 정확도 향상, 그리고 특별한 주제 등을 다룬다.

터보기계(Turbomachinery)M2794.009300: 압축기, 터빈, 송풍기, 펌프 등의 터보기계와 관련된 이론 및 해석 방법을 실제 기계의 설계 및 성능해석과 관계시켜 공부한다. 이를 통해 실제 시스템에서 발생하는 현상을 이해하고, 실제와 관련된 문제점을 파악하여 해석 방법의 개발과 관련된 연구에 활용하도록 한다.

고급기계설계문제연구 1(Advanced Topics in Mechanical Engineering 1)M2794.009600: 고체역학, 기계설계, 생산공학으로부터 엄선된 문제를 연구한다. 또 응용역학의 최신경향과 새로운 문제, 파괴역학, 절삭이론, 구조해석에 관련된 문제를 다룬다. 이와 같이 여러 가지 분야의 설계문제를 다루기 때문에 이것을 한 학기에 전부 다룰수 없으므로 학기에 따라 중점적으로 다루는 내용을 택하여 연구한다.

고급기계설계문제연구 2(Advanced Topics in Mechanical Engineering 2)M2794.009700: 유연생산시스템(FMS)의 이해에 필요한 제반 지식 및 그의 설치시 고려되어야 할 문제점들을 파악하고 해결방안을 모색한다.

고급기계설계문제연구 3(Advanced Topics in Mechanical Engineering 3)M2794.009800: 비선형 진동 및 chaos 이론의 기초 – 기계공학분야에서 야기되는 비선형 진동을 소개하고 해석방법을 습득하게 한다. 현재 활발한 연구분야인 비선형동역학(chaos)의 기초를 소개한다.

고급기계설계문제연구 4(Advanced Topics in Mechanical Engineering 4)M2794.009900: 최적설계 기법들과 아울러 관련된 수치해석법들을 논의한다. 구조해석, 열, 복합재료 등의 분야의 문제들을 예제로 다룬다.

연료전지개론(Fuel Cell Fundamentals)M2794.010400: 연료전지 시스템의 기본적인 내용과 응용분야를 살펴보고, 프로톤교환막 연료전지와 고체산화물 연료전지의 작동원리에 대하여 심도있게 학습한다. 전기화학적 에너지 변환을 기본으로 하여 연료전지에 관련된 재료역학, 열역학, 유체역학의 내용을 학습한다.

대학원논문연구(Dissertation Research)M2794.011300: NULL

레이저 이용 계측(Laser Diagnostics)M2794.012300: 레이저 이용 계측은 대상 유체의 흐름을 방해하지 않고 유체의 특성을 광학적으로 측정할 수 있는 최신 계측 기술이며 특히 고속의 난류 유동이나 반응중인 유체의 특성을 계측하기 위해 필수적인 기술이다. 본 수업에서는 레이저 기초 이론과 다양한 최신 계측 기술들을 학습하고, 개개인의 연구에 적합한 계측 기술을 개발할 수 있는 능력을 배양하도록 한다.

다상유동(Multiphase Flow)M2794.012400: 본 과목은 대학원생들에게 다상유동현상을 이해하기 위해 필요한 유체역학적 배경지식을 제공하여 해당분야 연구를 효과적으로 수행하는데 도움이 주는 것을 목적으로 한다. 특히, 기체-액체 및 고체-기체 다상유동에서 기포 및 입자의 운동역학에 초점을 맞추고 있으며, 침전이나 공동과 같은 문제들도 다루고자 한다. 다상유동현상 해석에 필요한 지배방정식을 유도하는 것을 시작으로, 기포유발난류, 고체입자와 난류와의 상호작용, 선택적 축적, 공동, 및 기포역학(분해, 충돌, 응집) 등의 주제를 다룰 것이다.

첨단제조공정(Advanced Manufacturing Processes)M3228.000600: 이 과목은 (1) 비전통적 방식의 특수제조공정 및 적층가공 등 다양한 첨단제조공정에 대한 포괄적인 이해, (2) 각 공정에 적용되는 기본적인 물리 현상, 재료 과학 및 공정 모델에 대한 학습, (3) 첨단제조공정을 이용한 기존 및 새로운 응용 분야에 대한 소개를 그 목적으로 한다. 가공 정밀도를 평가하는 주요 정밀계측법에 대해 소개하고 연삭가공, 초음파가공, 레이저빔가공, 전해가공, 방전가공, 이온/전자빔가공 등 특수가공 공정에 대해 학습한다. 또한 다양한 방식의 적층가공 기술에 대해 학습하고 각 방법의 특성 및 활용범위, 한계에 대해 논의한다. 인공지능을 이용한 공정변수 최적화 방안 및 네트웍으로 연결되어있는 제조공정 생태계에서 첨단제조공정의 활용방안에 대해 논의한다.

에너지 시스템 모델링(Energy System Modeling)M2794.012600: 인류가 현재 이미 사용하고 있거나 미래 기술로 개발하고 있는 다양한 에너지 시스템에 대해 소개하고, 이를 이해하는 데 필요한 열역학적 개념 및 이론을 배운다. 이러한 지식을 활용하여 다양한 에너지 시스템에 대한 열역학적 모델링 프로젝트를 수행함으로써 이해를 깊이하고, 에너지 시스템 공학자로서 필요한 분석 능력을 배양한다.

정밀기계시스템설계(Precision Machine System Design)M2794.012700: 본 과목에서는 정밀기계시스템설계를 구현하기 위한 핵심적인 개념들과 실제적인 설계기술을 강의한다. 반복도, 정밀도, 정확도 등과 관련한 정밀기계설계 핵심원리들을 소개한다. 그리고 실제적인 설계기술 즉, 진동저감 및 방진시스템 설계기술, 열변형 최적 설계기술, 기구학적 설계기술, 고강성 기계구조 설계기술, 힌지플렉서 설계기술, 초정밀 구동기술, 진공프로세스 시스템 설계기술 등의 구체적인 기술들에 대해서 강의한다. 실제적인 정밀기계시스템설계 프로젝트가 부여되고, 발표 평가가 이루어진다.

연소공학원론(Principles of Combustion Engineering)M2794.012900: 스스로 지속가능한 화학적 에너지의 변환과정인 연소현상에 관련된 열화학, 연소 파동, 반응역학, 물질 이동/전달 이론에 대한 이해를 목표로 한다. 추가로, 난류 연소현상에 대한 최근의 연구결과들을 소개하고, 공학적 응용에 필수적인 결과들을 선정하여 집중적으로 분석 및 토론한다. 이론중심 강의로서 열역학, 유체역학 및 화학 관련 기초 학부과정 수준의 배경 지식을 필요로 하지만, 대부분의 필요한 기초 내용을 강의 중 요약 소개한다. 세부 강의 내용으로는 열화학 개론, 연소 파동, 연소 반응 역학, 연소반응 중 질량 및 에너지 전달 현상, 물질 및 에너지 보존, 예혼합 연소 현상, 기초 난류 연소, 연소 응용, 추진 기초 등이 있다.

기계나노공정개론(Introduction to Mechanical Nanotech Processing)M2794.013000: 본 수업은 기계공학전공의 학생을 위해 나노공학을 소개하는 것을 목적으로 한다. 나노입자(nanoparticle), 나노와이어(nanowire), 나노튜브(nanotube), 나노벨트(nanobelt) 등의 나노물질의 다양한 합성 방법 등에 대해 고찰해보고, 벌크물질에서 볼 수 없었던 나노물질만의 새로운 전기적, 화학적, 광학적, 기계적 특성들과 그 특성을 측정하는 방법 등에 대해 알아보고 이해한다. 이런 나노물질에 대한 이해를 바탕으로 어떻게 실제 유용한 전기소자, 재생에너지, 바이오 디바이스들에 응용할 수 있는지 그 실제 예시들과 작동 원리 등에 대해 알아본다.

기계공학세미나 1(Mechanical Engineering Seminar 1)M3228.000700: 국내외 대학, 연구소, 산업체 등에 근무하는 기계공학 및 관련 전문가의 강의를 통하여 현재 기계공학 전반의 당면 문제, 연구 동향, 새로운 기술 및 응용 사례 등에 대해 배우는 대학원생을 위한 세미나 과목이다. 강좌별로 주제를 선정하여 수강생들의 집중도를 높이고 적극적인 논의가 이루어질 수 있도록 유도한다. 수강생들의 능동적인 연구로의 전환을 돕기 위해 수강생의 의견을 반영하여 강사를 선정한다.

분자세포조직역학(Molecular, Cellular and Tissue Mechanics)M3228.000100: 생체 시스템은 나노 스케일 분자들이 모여 마이크로 스케일 세포를 이루고, 세포들이 모여 조직을 구성한다. 본 수업에서는 단백질, 지질 등 생체 분자의 놀라운 자기조립 특성과 이에 의한 여러 스케일에 걸친 자발적, 계층적 구조화의 물리적 원리를 학습한다. 나아가 생체 시스템 요소 간의 역학적 상호작용이 어떻게 생체 시스템의 기능에 기여하는지 배운다. 또한, 분자, 세포, 조직의 역학적 특성을 정량적으로 측정하는 다양한 실험 기법 및 역학 이론에 대해 학습하고, 이를 통해 생체 시스템을 역학적 분석과 제어의 대상으로 조망한다.

스마트 제조 및 응용(Smart Manufacturing and Applications)M3228.000200: 스마트 제조는 제조 공정과 장비에 ICT 기술을 접목하여 제조에서의 생산성과 안전성을 높이는 방법을 제시한다. 주로 다루는 내용은 다양한 물리량을 측정하는 센서의 종류 및 원리와 이를 데이터로 활용하기 위한 IoT, 빅데이터, AI, 디지털 트윈, 그리고 이를 제조현장에 적용하는 실제 사례들이다. 이 강의는 이론 강의와 실습으로 나누어져 있으며, 일부 실습은 플립러닝을 사용하여 수업 전에 학생이 사전지식과 연습을 하고 실습을 진행한다. 수업의 프로젝트는 학생들이 2~4명의 그룹으로 창의적인 스마트 제조에 대한 아이디어를 도출하고, 이를 실제로 3D 프린터, CNC 머시닝센터 등 제조 장비와 산업용 및 협동 로봇, 제조공정 등에 적용하는 알고리즘과 하드웨어를 제시하여, 실질적인 스마트 제조 구현능력을 교육한다.

센서기반 위치 및 공간정보 추정(Sensor-Based Spatial Intelligence)M3228.000300: 센서 정보를 통하여 공간 정보를 획득하고 구성하는 기술은 스마트 팩토리나 생산 설계에 있어 중요한 요소 기술이다. 이 강의는 동시적 위치 추정 및 지도 작성법으로 알려진, 센서 기반 위치 정보 추정과 공간 정보 구성에 대한 내용을 다룬다. 특히 센서가 탑재된 대상이 고정적이지 않은 무인이동체의 센싱을 학습하여, 위치 추정과 공간 정보 추정의 연결성을 배우고, 이를 통하여 스마트 팩토리나 자율 주행에 관심이 있는 학생들에게 관련 기초 지식과 활용 사례를 제공한다.

기계공학세미나 2(Mechanical Engineering Seminar 2)M3228.000400: 국내외 대학, 연구소, 산업체 등에 근무하는 기계공학 및 관련 전문가의 강의를 통하여 현재 기계공학 전반의 당면 문제, 연구 동향, 새로운 기술 및 응용 사례 등에 대해 배우는 대학원생을 위한 세미나 과목이다. 강좌별로 주제를 선정하여 수강생들의 집중도를 높이고 적극적인 논의가 이루어질 수 있도록 유도한다. 수강생들의 능동적인 연구로의 전환을 돕기 위해 수강생의 의견을 반영하여 강사를 선정한다.

인간중심 재활 및 보조기기 설계(Human Centered Rehabilitation and Assistive Devices Design)M3228.001600: 장애인 및 고령자의 삶의 질 향상을 위한 기술개발은 전 세계적으로 대학의 사회적가치실현 및 지역사회 사회문제해결 프로젝트의 핵심 주제로 발전되어 왔다. 정부에서 마련한 대국민 보조기기 온라인 청원 플랫폼의 다양한 사회적 요구사항을 해결할 수 있는 인간중심 보조기기 설계 및 개발에 필요한 이론 및 실습 경험을 통해 기계공학 전공자들이 사회문제 해결을 위한 제품 설계 및 사용자 중심의 제품개발에 관한 기본 소양을 갖추도록 한다. 본 교과목에서는 재활 및 보조기기 설계에 필요한 이론적 강의와 서비스 디자인, Co-Design, Participatory Action Research 등 문제해결형 제품설계 프로젝트의 실무를 실제 사용자 중심의 시나리오 기반으로 경험하게 한다.

다공성물질 문제연구(Studies in Porous Media)M3228.001700: 다공성물질은 수많은 기공으로 이루어진 물질로 석유공학, 농업공학, 수문지질학, 토양역학과 같은 전통적인 이공학 분야부터 최근 활발하게 연구되고 있는 바이오, 에너지, 환경 분야까지 매우 다양한 분야에서 활발하게 응용된다. 이 강의는 수업을 통해 다공성물질에 대한 기초적인 지식을 전달하고, 이를 바탕으로 다양한 응용 분야에서 다루는 다공성물질 문제와 해석 기법에 대해서 발제/토론한다. 그리고 논의된 여러 문제 중 하나를 프로젝트 주제로 하여 이를 해결하거나 해석하는 창의적인 방법을 기획하는 프로젝트를 수행한다. 이 강의는 다공성물질에 대한 이해도를 높이고 다공성물질 문제를 해석하는 다양한 기술을 습득하는 것을 목표로 한다.

유체역학(Fluid Mechanics)M2794.001300: 유체역학의 기초 교과목으로서 유체의 성질, 유체 내의 압력분포, 제어체적에 대한 적분관계식, 유체질점에 대한 미분관계식, 차원해석과 상사성 및 덕트내의 점성유동 등을 학습한다. 이를 통하여 유체역학의 기초원리를 이해하고 실제문제에 응용하기 위한 능력을 배양한다.

메카트로닉스(Mechatronics)M2794.013400: 본 과목은 기계공학분야에서 메카트로닉스 시스템 구성을 위한 전기전자회로 설계, 마이크로프로세서 응용기술에 대한 이론과 실습으로 구성된다. 우선 전기/전자회로 구성을 위해서 DC 회로설계, 저항, 커패시터, RC회로, 필터회로, 다이오우드 회로, 트랜지스터, OP 앰프등의 설계 및 운용기술을 강의한다. 그리고 8086/8088/80196마이크로프로세서 시스템의 구조, 설계, 입출력 인터페이스등을 강의한다. 실습에서는 회로설계를 구현할수 있는 보드, 회로 구성요소들이 나누어지며, 매 실험에서 부과된 회로를 직접 설계 구현하도록 한다. 구체적으로는 회로설계, 마이크로프로세서 응용설계, 디지털 입출력 시스템 구현, 스테핑모터, 센서입출력등이 실험되고, 최종 학기말 프로젝트로서 각 팀별로 메카트로닉스 시스템을 설계, 제작하는 것이 부과되고, 경연대회를 통해서 성능평가를 실시한다.