중앙대학교 열 및 물질전달연구실은 주로 전기차용 전력반도체나 모터, 데이터센터와 같은 고방열 전자기기나 레이더, 레이저 등 고성능 방산기기에서의 방열관리 연구를 주로 하고 있다. 이형순 중앙대학교 기계공학부 부교수를 만나 ‘초저온 냉열설비’ R&D 참여배경에 대해 들었다. 
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■ 과제 참여 배경은 
그간 다양한 온도범위에서 대류열전달 특성을 평가하는 연구를 진행해 왔다. 특히 지난 5년동안 극저온 유체를 이용한 대류열전달 열유동 성능측정을 진행한 경험이 있다. 이를 통해 인공지능망 기반 예측모델링을 개발하는 연구도 수행한 경험이 있다.

이번 과제 특성상 초저온 냉열설비를 개발하기 위해서는 초저온 상태에서의 대류열전달 성능을 정확하게 예측하고 측정하는 것이 매우 중요하기 때문에 참여하게 됐다. 
 
■ 기관의 경쟁력은 
대부분 연구기간동안 전자기기 방열관리, 다상유동에 연구해 온 경쟁력을 갖고 있다. 이번 연구에서 필요로 하는 초저온 작동유체에서의 열전달을 정확하게 측정하고 모델링할 수 있다. 또한 임베디드 액체냉각을 위해 소자를 직접 설계하고 제작할 수 있는 경험도 가지고 있어 향후 –100℃급 초저온 냉열설비가 개발된다면 적용하게될 고종횡비 식각을 위한 반도체장비에 대한 이해가 풍부한 것도 경쟁력이다.

■ 연차별 R&D 방향은 
연차별 연구방향은 크게 두 개로 나눠진다. 연구시작 후 처음 반인 1~3차연도에는 초저온용 절연유체에서의 열 및 유동성능을 분석하고 이를 기반으로 열유동 성능예측 모델링을 개발하는 연구를 진행한다. 이후 3~5차연도에는 2개 이상의 냉매가 혼합된 초저온용 혼합냉매에서의 열유동 성능분석 및 예측 모델링 개발을 진행할 예정이다.  

■ 기대효과는 
초저온 작동유체 및 혼합냉매에서의 정확한 대류열전달 성능을 분석하는 연구는 상대적으로 매우 부족해 이를 기반으로 한 예측모델링도 어려움을 겪었다. 하지만 이번 과제를 통해 초저온 유체에서 열 및 유동성능 데이터를 확보하고 이를 기반으로 한 정확한 예측모델링 개발을 통해 향후 초저온 냉열설비 디자인을 위한 주요한 역할을 할수 있을 것으로 기대하고 있다.