SADI Lab

홈페이지 준비 중입니다Our website is coming soon

부산대학교 기계공학부 구조해석·설계·지능 연구실(SADI) 홈페이지를 준비하고 있습니다.
문의는 아래 이메일로 보내 주세요.
The website of the Structural Analysis, Design & Intelligence Lab (SADI), Pusan National University, is being prepared.
For inquiries, please email us.

sb.lee@pusan.ac.kr
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구조의 전 생애를
계산으로 다룹니다
Handling the whole life of a structure
by computation

해석으로 거동을 예측하고, 계측과 모델로 현재 상태를 읽어내며, 그 이해를 새로운 기기 설계로 연결합니다.We predict behavior by analysis, read the present state with measurements and models, and carry that understanding into new equipment design.

구조물은 말하지 않습니다Structures do not speak

원자로 기기, 해양 구조물, 항공기처럼 극한 조건에서 운용되는 구조물은 내부의 응력과 손상을 직접 보여 주지 않습니다. 센서를 붙일 수 있는 위치는 제한되고, 설계 단계의 해석은 실제 운용 조건과 어긋나기 쉽습니다.Structures operating in extreme conditions — reactor components, offshore structures, aircraft — do not reveal their internal stress and damage. Sensor locations are limited, and design-stage analysis easily drifts from real operating conditions.

SADI는 이 간극을 계산으로 메웁니다. 정확한 전산해석으로 거동을 예측하고, 소수의 계측으로 구조 전체의 상태를 추정하며, 그 결과를 더 안전한 첨단기기 설계로 되돌립니다.SADI closes this gap by computation: we predict behavior with accurate analysis, estimate the whole structural state from a few measurements, and feed the results back into safer advanced equipment design.

정확하고, 빠르고, 믿을 수 있는 해석Accurate, fast and trustworthy analysis

복잡한 형상과 비선형 재료, 열·유동·충격이 얽힌 문제에서 해석의 신뢰도는 요소 정식화와 모델링 선택에 달려 있습니다.
SADI는 새로운 유한요소를 개발하고, 연성해석과 축소모델로 해석의 정확도와 속도를 함께 끌어올립니다.
For complex geometries, nonlinear materials and coupled thermal, flow and impact problems, the reliability of analysis depends on element formulation and modeling choices.
SADI develops new finite elements and raises both accuracy and speed with coupled analysis and reduced-order models.

01물리 모델링Physics modeling구조·열·유동·재료 거동을 지배방정식으로 정식화합니다.Formulate structural, thermal, flow and material behavior as governing equations.
02요소 정식화Element formulation다각형·적층 쉘 등 새로운 유한요소로 이산화합니다.Discretize with new elements such as polygonal and layered shell elements.
03연성 해석Coupled solution열-구조, 유체-구조, 충격 해석을 수행합니다.Solve thermo-mechanical, fluid–structure and impact problems.
04검증·축소Validation & ROM실험과 비교하고 축소모델로 빠르게 만듭니다.Validate against experiments and accelerate with reduced-order models.

연구 활동Research activities

다각형 유한요소와 기하 비선형 해석Polygonal finite elements for geometric nonlinearityStrain-smoothed polygonal element · Computers & Structures (in preparation)
미끄럼이 있는 적층 쉘 요소의 동적 거동Layered shell elements with interlayer slipSteel and Composite Structures 60(1) (2026)
유탄성 해석에서 응력 RAO 직접 계산Direct stress RAOs in hydroelastic analysisOcean Engineering 312 (2024)
초고변형률속도 재료 모델과 충격 해석High strain-rate material models and impact analysisInt. J. Impact Engineering 149 (2021), 180 (2023) · Metals 12(3) (2022)

소수의 센서로 구조 전체를 읽어내다Reading a whole structure from a few sensors

실제 구조물에는 몇 개의 센서만 붙일 수 있지만, 안전 판단에 필요한 것은 구조 전체의 변형과 응력입니다.
가상측정은 계측 신호와 계산모델의 모드 정보를 결합해 센서가 없는 위치까지 응답을 실시간으로 재구성합니다.
Only a few sensors can be installed on a real structure, yet safety decisions need the full-field deformation and stress.
Virtual sensing fuses measured signals with modal information from the computational model to reconstruct responses in real time — even where there are no sensors.

01희소 계측Sparse measurement가속도·변형률 등 소수의 센서 신호를 받습니다.Acquire a few acceleration and strain signals.
02모델 기반 추론Model-based inference모드 중첩과 정규화로 전체 응답을 추정합니다.Estimate the full response by mode superposition and regularization.
03상태 재구성State reconstruction변형·응력장과 손상 지표, 잔여수명을 산출합니다.Produce deformation and stress fields, damage indicators and remaining life.
항목Item기존 계측Conventional sensing가상측정Virtual sensing
측정 범위Coverage센서 위치의 점 정보Point values at sensors구조 전체의 연속 필드Continuous full field
필요 센서 수Sensors needed많음Many소수 (최적 배치)Few (optimally placed)
접근 불가 부위Inaccessible regions측정 불가Not measurable모델로 추정Estimated by model
실시간성Real time가능Yes가능 (경량 연산)Yes (lightweight)
디지털 트윈 연계Digital-twin link제한적Limited직접 연계Direct

연구 활동Research activities

실험 규모 자켓 구조물의 실시간 변형률장 추정Real-time strain-field estimation on a lab-scale jacketComputers & Structures 298 (2024)
운용하중을 고려한 변형률 센서 배치Strain sensor placement under operational loadsComputers & Structures 315 (2025)
가상측정을 위한 적응형 정규화Adaptive regularization for virtual sensingOcean Engineering 354 (2026)
BWB 항공기 구조의 전역 변형률 재구성Full-field strain reconstruction of BWB aircraftStructural Engineering and Mechanics 98(1) (2026)

극한환경에서도 견디는 기기를 설계하다Designing equipment that endures extreme environments

소형모듈원자로(SMR)와 같은 차세대 원자로와 에너지 시스템의 기기는 고온, 부식성 용융염을 견뎌야 합니다.
SADI는 해석과 건전성 평가를 설계 단계에 통합해 새로운 기기를 개발합니다.
Equipment for next-generation reactors and energy systems such as small modular reactors (SMR) must withstand high temperatures and corrosive molten salts.
SADI integrates analysis and integrity assessment into the design stage to develop new equipment.

01요구조건 정의Requirements운전 온도·하중·수명 등 설계 조건을 정합니다.Set operating temperature, loads and design life.
02해석 기반 설계Analysis-driven design열·구조 연성해석으로 형상과 재료를 결정합니다.Decide geometry and materials with thermo-structural analysis.
03건전성 평가Integrity assessment크리프·피로·파손 기준으로 평가합니다.Assess against creep, fatigue and failure criteria.
04시험·개선Testing & iteration시험 결과로 설계를 개선합니다.Refine the design with test results.

연구 활동Research activities

용융염원자로(MSR) 동결밸브의 열적 거동 해석Thermal behavior of freeze valves for molten salt reactors한국원자력학회 (2025) · OOOOOOOOO
용융염 환경 레이저 클래딩 소재의 부식·기계적 특성Corrosion and mechanical properties of laser-cladded alloys in molten saltNuclear Engineering and Technology (in preparation)
원자력 시설 내부 폭발 하중의 TNT 등가성 평가TNT equivalency of internal explosions in nuclear facilitiesStructural Engineering and Mechanics 97(3) (2026)
고온 기기 구조 설계 및 건전성 평가OOOOOOOOOOOOOOOOOO

연구 방법Methods

해석 도구Computational tools
FE AnalysisABAQUS · ANSYS · LS-DYNA · ADINA
Pre-processing / CADHyperMesh · CATIA · Inventor
ProgrammingPython · MATLAB · Fortran
Machine learningTensorFlow · Keras
실험 및 계측Experiments & measurement
Material testingUTM · SHPB · Taylor impact
Full-field measurementDIC
Structural sensingStrain · Acceleration · Displacement
Data acquisitionLabVIEW