계산공학에 의한 조직 및 특성예측 기술

전문가 제언

○ 최근의 재료연구에서는 전자현미경에 의해 국소영역의 재료상태를 원자나 분자 수준으로 분석하는 기술이 발전하고 계산열역학, 제1원리 계산, 페이스 필드법, 분자동역학, 변형해석법 등 재료조직과 역학특성을 시뮬레이션하는 계산재료공학(comutational material engineering) 수법이 적극적으로 이용되고 있다. 이와 같은 수법은 실험에 대체하여 계산과 시뮬레이션에 의해 재료설계를 최적화하고 목표특성을 갖는 후보재료를 신속하게 찾아내는 유용한 수단이 되므로 재료연구에 대혁신을 가져올 것이다.

 

○ 철강재료 분야에서는 상태도를 계산하는 CALPHAD법, 핵생성/성장모델, 집합조직 변형해석법 등이 조직형성과 재질예측에 제한적으로 이용되는 단계에 와 있다. 그러나 전자상태를 계산하는 제1원리 계산법이나 조직형성 시뮬레이션을 위한 페이스 필드법 등은 계산모델의 신뢰성과 데이터베이스의 양면에서 실용할만한 수준에 이르지 못하고 있는 실정이다. 철강재료는 조직과 특성이 복잡하게 변화하기 때문에 계산공학의 적용에는 고난도의 해석기법 개발이 요구된다.

 

○ 계산공학의 이용은 소프트웨어와 데이터베이스에 의한 전산모사 도구를 기반으로 하므로 체계적인 데이터베이스의 확보와 신뢰성 있는 시뮬레이션 모델의 개발을 통하여 계산과 실험을 유기적으로 연계하는 계산기법의 개발이 필요하다. 재료분야에서는 국소상태를 원자 수준으로 관찰하는 분석기술이 더욱 발전하고, 미세구조 해석법, 변형해석법, 분자동력학, 3차원 조직정보 등의 적극적인 활용에 의해 계산공학은 「재료 게놈」「재료 인포매틱스」수준으로 고도화될 것으로 전망된다.

 

○ 국내에는 계산공학과 관련한 학술단체로서 한국전산구조공학회, 한국전산역학회, 한국계산과학공학회가 있으며 재료공학, 건축, 화학, 의과학, 생물학 등 다방면에 걸쳐 연구가 전개되고 있다. 재료분야에서는 고등과학원, KIST, KAIST, 서울대 등에서 조직 및 특성예측, 재료설계, 모델링 등에서 높은 수준의 연구성과가 발표되고 있다. 이 분야 연구 인프라의 육성과 학제 간 협력연구를 도모할 수 있는 국가연구개발사업의 추진이 필요하다.

저자

Toshiyuki Koyama

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

19(9)

잡지명

ふえらむ

과학기술
표준분류

재료

페이지

635~639

분석자

심*동

분석물

• 계산공학에 의한 조직 및 특성예측 기술.pdf [363,040 byte]

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