미래를 향한 해양 모빌리티 혁신, 조선해양 기술의 새 길을 열다

미래모빌리티공학부 유영준 교수의 해양이동체 유체동역학 및 제어성능 연구실

  대한민국 산업수도 울산은 HD현대중공업, HD현대미포 등 세계적인 조선소들이 집결한 ‘조선 산업의 중심지’로 불린다. 특히 선박 제조, 해양플랜트, 친환경 추진 기술 등 첨단 조선 기술을 선도하며 글로벌 조선시장을 이끌고 있다.

  이런 산업 생태계 중심에서 울산대 미래모빌리티공학부는 지역의 핵심 산업과 밀접하게 호흡하며 전문 인재를 양성하고 연구를 이어가고 있다. 그 중심에는 자율운항, 친환경연료 추진 선박, 함정 및 잠수함 등의 해양 이동체를 연구하는 유영준 교수가 있다.

  유 교수는 실제 산업과 연계된 다양한 프로젝트를 수행하며, 학생들과 함께 조선해양 기술의 미래를 설계하고 있다. 이번 ‘연구실 탐방’에서는 유영준 교수가 운영하는 ‘해양이동체 유체동역학 및 제어성능연구실’을 연구실을 찾아가 조선 산업의 현재와 미래를 짚어본다.

조선해양공학관(41호관) 연구실에서 담당자와 인터뷰 중인 유영준 교수

Q. 교수님과 연구실, 그리고 연구 주제에 대해 간단히 소개 부탁드립니다.

A. 해양 이동체는 선박, 해양구조물, 수중운동체 등 다양한 목적으로 활용될 수 있는 해양 이동 수단으로써, 조선해양공학뿐만 아니라, 기계, 전기, 화학공학, IT 등 다양한 기술이 집약된 대형 플랫폼을 가리킵니다. 특히, 저는 해양 이동체의 조종, 운항 및 제어 분야를 연구하고 있는데, 해양 이동체를 안전하고, 효율적으로 이동시킬 수 있도록 설계, 성능 추정 및 평가하는 것이라 설명할 수 있습니다. 

  세부 연구 주제는 크게 세 가지로 나눌 수 있습니다. 첫째, 모형 스케일 자율운항 해양 이동체의 H/W 및 S/W 연구·개발입니다. 둘째, 시뮬레이션 기반으로 선박의 실선 성능을 추정하는 S/W 연구·개발입니다. 셋째, 잠수함으로 대표되는 수중 운동체의 조종·제어 성능 추정 및 유·무인 복합체계로 심화하기 위한 H/W 및 S/W 연구·개발입니다. 

조선해양공학관(41호관) 연구실에서 담당자와 인터뷰 중인 유영준 교수

Q. 울산이라는 지역이 교수님의 연구에 어떤 이점을 제공하나요?

A. 조선해양공학 분야의 연구자로서, 창의적이면서도 깊이 있는 연구를 수행하기 위해서는 (지방)정부, 산업체, 대학, 연구 기관과 협력할 수 있는 네트워크가 필수적입니다. 

  첫째, 조선 산업을 선도할 수 있는 창의적인 정책 및 사업을 기획, 협력하고 있습니다. 조선 산업은 울산시를 대표하는 주력산업으로써, 지역을 넘어 대한민국 전체 경제·산업에 큰 영향을 주고 있습니다. 최근에는, 한미 조선 산업 협력을 통한 글로벌 네트워크 구축을 준비하고 있습니다. 

  둘째, HD 현대중공업과 국책, 산학과제를 기획하고, 협력함으로써, 혁신적인 연구 주제를 발굴함으로써, 지역 산업체의 기술개발 및 연구 역량 향상을 지원하고 있습니다. 개인 연구과제뿐만 아니라, 조선해양공학전공(또는 조선해양공학부)에서 기획, 운영하는 ‘지역 혁신 중심 대학 지원체계 (RISE)’ 내 연구과제, 인재 양성 프로그램 등 긴밀하게 협력하고 있습니다. 

  셋째, 선박해양플랜트연구소(KRISO), 울산정보산업진흥원(UIPA) 등의 지역 내 연구 기관과 협력, 특화된 플랫폼을 토대로 교육·연구에 적극적으로 활용하고 있습니다. 특히, 선박해양플랜트연구소에서 운용하고 있는 자율운항시험선 ‘해양누리호’와 울산정보산업진흥원에서 운용하고 있는 ‘울산태화호’를 활용하여, 창의적인 연구를 수행할 기회를 얻을 수 있습니다.

Q. 연구실에서는 학부생·대학원생이 어떤 활동을 하게 되나요?

A. 현재, 우리 연구실에서는 현재 3명의 석사과정, 1명의 학부 연구생이 함께 공부하고 있습니다. 연구실에서 함께 공부하는 학생의 활동은 연구, 국내외교육, 세미나 등 세 가지로 나누어 설명할 수 있습니다.

  첫째, 제가 주관하고 있는 연구과제에 참여하며, 해양 이동체 유체동역학 및 제어성능 분야의 최신 연구를 수행하며, 국내외 전문가와 교류할 수 있습니다. 최근, 산업통상자원부, 해양수산부, 울산정보산업진흥원 등의 지원을 받아 친환경 연료 추진 선박의 디지털 트윈을 이용한 실선 성능 추정, 한국형 녹색해운항로 도출에 관한 연구를 주도하고 있습니다. 또한, 한국연구재단, HD현대중공업, 한화오션 등의 지원을 받아 잠수함 조종·제어 성능 추정 및 유·무인 복합체계 연구를 주도하고 있습니다. 해당 분야에서 국내 산·학·연 전문가와 소통함으로써, 공학적 이해도를 높이는 것과 동시에 진로 선택에 대한 조언을 얻을 수 있습니다.

  둘째, 연구 활동에 필요한 국내외 교육 및 학회에 활발히 참가하고 있습니다. 지도교수와 소속 연구원 전원이 2025년 3월 말레이시아 쿠알라룸푸르에서 Dynamic Positioning 해외 교육에 참여한 바 있으며, 6월 국가과학기술인력개발원(KIRD)에서 지원하는 해외 단기 연수 프로그램에 2명의 연구원이 선발, 노르웨이 등 유럽 국가를 방문, 견학한 바 있습니다. 10월에는 미국 University of Michigan에서 예정된 PRADS 2025 학회 참가 및 한미 조선 협력 행사에 참여할 예정이며, 12월에는 싱가포르에서 PAAMES 2025에 참여할 예정입니다. 이 외에도 국내에서 개최되고 있는, 대한조선학회 주관 학술대회, 함정기술·무기체계세미나 등에도 적극적으로 참여하고 있습니다.

  셋째, 지도교수와 소속 연구원은 매주 1회 연구실 세미나를 가지고, 연구 성과에 대한 공유, 피드백을 갖고 있습니다. 특히, 하계, 동계 방학 기간에는 연구에 필요한 기초 지식을 함양하기 위하여, 필요한 전공 교재를 선택, 학생 주도로 학습, 이해도를 공유하는 세미나를 하고 있습니다. 세미나 시간을 통해서 전공 분야에 대한 폭 넓은, 깊이 있는 시각을 가진 연구자로 성장할 수 있도록 지원하고 있습니다.

 42호관에 위치한 조선해양시험동의 조선해양수조의 모습.

Q. 최근 주목할 만한 연구 성과가 있다면 소개해 주세요.

A. 지난 2024년 11월 14일 창원컨벤션센터에서 열린 2024 대한조선학회 추계 학술대회에서 ‘대한조선학회 논문상’을 수상한 바 있습니다. 이 논문은 액화천연가스(LNG) 대비, 암모니아 및 액화수소 운송 및 추진에 따른 경제성을 비교, 분석한 연구였습니다. 친환경 연료 운송 및 추진 선박의 유체동역학 및 제어기 모델링을 토대로, 엔진, 발전기, 화물창 등을 포함한 디지털 트윈을 구축, 전체 항해 과정을 모사하는 기법의 독창성과 우수성을 인정받았다고 생각합니다. 

Q. 현재 추가로 진행 중인 연구가 있다면 소개해 주시고, 앞으로 이루고자 하는 목표는 무엇인가요?

A.  최근 우리 연구실에서 주력하고 있는 연구는 크게 두 가지로 구분할 수 있습니다.

  첫째, 국내 잠수함 시장을 양분하고 있는 HD현대중공업, 한화오션(주)과 잠수함 조종·제어 분야 핵심기술을 각각 연구하고 있으며, 중장기적으로는 대한민국 잠수함 조종·제어 분야 핵심기술을 통합할 수 있는 연구를 수행하고 있습니다. 여기에, 한국연구재단에서 지원하는 ‘AI 기반 군집 수중 운동체 자율운항 및 유무인 복합체계 운용 기술 개발’ 과제를 통해, 미래 방위산업 기술변화를 선도할 수 있는 연구실로 발돋움하고자 합니다.

  둘째, 산업통상자원부의 지원을 받아, 미래 선박, 친환경 연료·전기추진, AI 관련 기술 분야를 선도할 수 있는 초격차조선산업전문인력양성 사업을 주관하고 있으며, 해양수산부에서 지원하는 ‘녹색해운항로 확대 및 한국형 모델 개발’에 관한 연구를 수행하고 있습니다. 메탄올, 암모니아, 액화수소 등 친환경 연료 추진 선박의 디지털 트윈을 구축하고, 친환경성(연료 소모량, 오염물질배출량, 경제성 등)을 평가, 실증할 예정입니다. 탄소중립기술에 관한 사회적, 시대적 요구에 부응할 수 있는 연구실로 자리잡고자 합니다.

유영준 교수가 조선해양공학관 수조를 설명하고 있다.

Q. 끝으로 조선해양공학을 전공하고자 하는 학생들에게 한 말씀 부탁드립니다.

A.  지난 6월 말, HD 현대중공업을 중심으로 한미 조선산업 협력을 위한 교류 행사가 기획, 진행된 바 있습니다. HD 현대중공업, 국내 대학 (서울대, KAIST, GIST, 부경대, 울산대 등), 미국 Newport News 조선소 및 주요 대학(MIT, University of Michigan, United States Naval Academy, Stevens Institute of Technology, Virginia Tech. 등) 등이 한미 조선산업 협력을 통해 새로운 도약을 위한 방안을 협의했습니다.

  1920년 이래로 미국 조선산업을 보호하기 위하여 제정되었던 존스법 폐지 논의가 본격화함에 따라, 미국 조선 시장은 대한민국 조선산업이 새롭게 도약할 기회가 되리라 생각합니다. ‘바다와 미래 기술이 융합하는 곳’, 울산대학교 미래모빌리티공학부 조선해양공학전공에서 미래 조선산업을 선도하는 엔지니어가 될 수 있습니다.