베이퍼 챔버 비선형 모델로 설계 효율 극대화… 국제 저명 학술지 게재
건국대학교 글로컬캠퍼스 전경(글로컬캠퍼스 제공)
스마트폰 등 모바일 기기의 고성능화로 인한 ‘발열 문제’를 해결할 획기적인 설계 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
건국대학교 글로컬캠퍼스 기석간 교수(메카트로닉스공학과) 연구팀은 삼성전자 MX 사업부 조현 박사, KAIST 남영석 교수팀과 공동으로 모바일 기기 내부 냉각 장치인 ‘베이퍼 챔버(Vapor Chamber)’의 성능을 정확히 예측하는 비선형 모델을 개발했다고 15일 밝혔다.
베이퍼 챔버는 액체의 증발과 응축을 이용해 열을 식히는 핵심 부품이다.
연구팀이 제안한 비선형 모델은 0.1mm 이하의 극소 공간에서 발생하는 수증기의 밀도 변화를 정밀하게 반영했다.
이는 기존 모델들이 놓쳤던 물리적 특성을 포착해 예측 정확도를 대폭 끌어올린 결과다.
특히, 속도 측면에서의 혁신이 눈부시다.
기존 전산유체역학(CFD) 기반 시뮬레이션과 비교해 최대 수천 배 이상 빠른 계산 속도로 최대 열유속을 예측할 수 있다.
이를 통해 엔지니어들은 제한된 스마트폰 내부 부피와 발열량을 고려한 ‘최적의 열관리 아키텍처’를 훨씬 신속하고 효율적으로 설계할 수 있게 됐다.
이번 연구 결과는 기계 및 열공학 분야의 세계적 권위지인 ‘어플라이드 써멀 엔지니어링(Applied Thermal Engineering)’ 최신호에 게재되며 그 우수성을 인정받았다.
해당 학술지는 JCR 상위 4.7%에 해당하는 권위 있는 저널이다.
연구팀 관계자는 "이번 모델은 갈수록 얇아지고 고성능화되는 모바일 전자기기의 열관리 한계를 극복하는 데 기여할 것"이라며 "실제 산업 현장에서의 활용 가능성이 매우 높다"고 설명했다.
충청매일 CCDN
박연수 기자
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