파동 전파·균열 해석 알고리즘 개발
- 지진파가 지구 내부를 통과하거나 DNA 가닥이 분리될 때처럼 에너지가 복잡한 경계를 통과하는 현상을 분석하려면 고도의 파동 물리학과 경계값 문제를 해결해야 함
- 100여 년 동안 이러한 문제를 해결하는 대표적인 방법은 함수 분해, 비너-호프 기법, 리만-힐베르트 문제였음
- 이에 MSCA 지원을 받은 EffectFact 프로젝트는 기존 기법의 한계였던 행렬 비너-호프 문제의 계산 불안정성 해결을 목표로 추진됨
- 기존 방법은 단일 변수(스칼라) 방정식에는 효과적이지만, 현대 과학기술에 필요한 다변수 행렬 시스템에는 적용이 어려웠기 때문임
안정적인 행렬 분해 알고리즘 개발
- 연구팀은 기존의 이론적 접근을 넘어 정확하고 수치적으로 안정적인 행렬 분해 알고리즘을 개발함
- 추가로, 행렬 다항식 분해 알고리즘과 이를 실제 연구에 활용할 수 있는 소프트웨어 ExactMPF도 제작했으며, 외부 교란에도 계산 안정성을 검증할 수 있는 분석 도구도 함께 구축함
실제 공학 문제 해결에 활용
- 새로운 알고리즘은 실제 공학과 물리 문제 해결에도 적용됨
- 파동 전파·회절과 메타물질 연구를 통해 음파 산란, 균열 전파, 파동 제어 원리를 규명해 차세대 진동 저감 기술 개발에 기여함
- 또한 파괴역학 분야에서는 균열 성장, 수압파쇄, 재료 균질화, 복합재료의 파손 메커니즘 등을 분석해 구조물 손상 발생 과정을 더욱 정확하게 이해할 수 있게 됨
- 이 밖에도 관절 역학, 조직 간 상호작용, 세포 압입 시험, 생체적합성 지지체 구조 등을 연구하며 생체의학 모델링에도 활용 가능성을 확인하기도 함
EffectFact 프로젝트
- 기간: 2021.09~2026.02
- 예산: 185만 8,400유로 (EU 182만 1,600유로 지원)
- 기관: ABERYSTWYTH UNIVERSITY (영국)
