*연구영역

마이크로 유체유동(micro fluidics) 및 혼합(mixing)해석 기술은 특히 Bio-MEMS 분야의 마이크로 기기의 설계에서 가장 중요시되는 기술로서, 시료의 이송(transport), 분리(separation), 그리고 최종단계인 분석(analysis)을 위한
화학반응(chemical reaction)의 속도를 제어하는 등 Bio-MEMS 기기의 시료처리 전체 과정에서 최적 설계조건을
찾는데 필수적으로 적용되어야 할 기술이다.

이 기술은, 간단히 말하여, 컴퓨터를 이용하여 Navier-Stokes 방정식의 해를 구하고 그 결과로부터 혼합특성을 분석하는 내용으로 구성된다. 이 기술이 마크로 스케일(macro scale)에서의 해석 기술과 다른 점은, 첫째 유체를
구동하거나 제지하는 힘이 압력뿐만 아니라 표면장력, 전기력(대표적으로 electro-osmotic force), 자력 등
다양하다는 것이며, 두 번째는 마크로 스케일에서는 난류를 일으켜서 유체를 쉽게 혼합시킬 수 있지만 마이크로
스케일에서는 이것이 불가능하기 때문에 층류상태에서도 혼합속도를 제어(주로 빠른 혼합)할 수 있도록 하는 갖가지 아이디어가 필요하며 또한 이를 적용하였을 때, 기대할 수 있는 혼합특성의 해석능력이 필수적이라는 점이다.

따라서, 본 연구실에서는

첫째, 마이크로 기기 내 유체를 처리하는데 필요한 각종 힘들의 원리를 하나씩 분석하고 그것들을 수치해석
시뮬레이션에 적용하는 과정과 방법들을 개발함으로써 마이크로 기기 설계자로 하여금 보다 빠른 시간 내에 설계
결과를 예측할 수 있도록 하는 것과,

둘째, 카오스 혼합원리를 정립하고 혼합특성을 정량화하는 방법을 개발함으로써 마이크로 기기 설계자들이 혼합제어 특성을 쉽게 예측할 수 있도록 하며 또한 카오스 혼합이 가능하고 제어가 용이한 다양한 마이크로 체널 구조를 개발하여 마이크로 기기의 성능을 향상시키는데 주된 연구목적이 있다.


*연구주제

On the fundamental requirement of fluid flow to attain a chaotic mixing in micro-scale flows
(마이크로 스케일 유동에서의 카오스 혼합을 위한 유체유동의 기본요건에 대하여)

Chaotic micro-mixing given by an electro-kinetic instability
(동전기적 불안정성을 이용한 카오스 마이크로 혼합)

Electro-osmotic flow under the action of a non-uniform zeta potential
(불균일 zeta 전위를 가지는 전기-삼투 마이크로 유동)

Chaotic micro-mixing due to a control of magnetic effects
(자기장 제어효과를 이용한 카오스 마이크로 혼합)

Analysis of fluid flow in micro-fluidic devices with complex geometry by using immersed-boundary methods
(가상경계법을 활용한 복잡한 마이크로 기기 내 유체유동 해석)

Numerical analysis for the interior and exterior flows of micro bubles with robust boundary conditions
(강건한 경계조건을 적용한 마이크로 버블 내외의 유동에 대한 수치해석)



  본 연구실은 전산유체역학실험실로 아래와 같은 연구를 진행하고 있습니다.