김준식 교수. 금오공대 제공 VPM개념도. 금오공대 제공 샌드위치판의 진동수 비교 금오공대 제공 양자역학의 섭동법은 매우 복잡한 문제를 한 번에 정확하게 풀기 어려울 때, 일단 잘 알고 있는 기준 상태를 정한 뒤 실제 상태가 기준 상태에서 얼마나 달라지는지를 살펴보는 방식으로 문제를 단순화한다. 국립금오공과대학교 기계공학부 김준식 교수가 복잡한 계를 기준 상태와 그 주변의 변화로 나누어 해석하는 이러한 양자역학의 '섭동법'에 영감을 받아, 구조이론의 자유도가 어떻게 형성되는지를 설명하는 새로운 구조역학 이론 '변분섭동법(Variational Perturbation Method, VPM)'을 개발했다. 김준식 교수는 이 과정에서 "구조이론의 자유도는 어디에서 오는가?"라는 근본적인 질문에 주목했다. 보, 판, 셸과 같은 구조이론은 3차원 구조물의 복잡한 거동을 소수의 자유도로 압축해 표현하지만, 이러한 기존 구조이론에서는 어떤 자유도를 선택할지는 주로 사전에 설정된 운동학적 가정에 의해 정해져 왔다. 김준식 교수의 VPM 이론은 이러한 접근을 바꿨다. 자유도를 미리 가정하는 대신 원래 연속체의 물리적 변형 특성으로부터 필요한 자유도를 발견하는 접근이다 바다이야기 pc버전 다운 . 즉, 연속체 내부에 존재하는 다양한 미세변형을 분석해 어떤 변형은 기존 모델을 정교하게 만드는 '보정(Correction)'으로 남기고, 어떤 변형은 새로운 자유도로 '승격(Promotion)'해야 하는지를 체계적으로 결정하는 것이다. 연구에서는 이러한 관。을 통해 고전적인 티모셴코(Timoshenko) 보 이론의 회전 자유도가 전단 미세모드의 승격 과정으로 이해될 수 있음을 보였다. 또한 널리 사용되는 전단보정계수 5/6 역시 별도의 경험적 가정 없이 하나의 변분 원리로부터 자연스럽게 도출했다. 그리고 적층 복합재 판의 진동 해석에서는 기존 이론에서 60%가 넘었던 진동수 예측 오차를 8% 이하로 낮췄고, 주기적 메타구조에서는 저차원 모델이 유효한 파장 영역을 약 25% 확장했다. 이는 VPM이 새로운 이론적 관。에 머무르지 않고 복합재와 메타구조 등 실제 공학 문제로 확장될 수 있음을 보여준다. 게임몽 김준식 교수가 단독 저자로 수행한 이번 연구 결과는 이론 및 응용역학 분야의 세계적 권위지인 IJES에 'A Variational Perturbation Method for kinematically constrained manifolds in multiscale structural dynamics(다중스케일 구조동역학의 운동학적 구속 다양체에 대한 변분 섭동법)'이라는 제목으로 9월 온라인판에 먼저 공개됐으며, 2027년 1월 제230권에 정식 게재될 예정이다. 응용기술 개발 중심의 국내 공학 연구 환경에서 보기 드문 구조역학 기초이론 연구라는 .에서도 의미가 있다. 김준식 교수는 "이번 연구는 새로운 해석 기법을 하나 더 제안하는 것을 넘어 구조이론이 어떻게 형성되는지를 설명하고자 한 시도"라며 "자유도를 가정하는 기존 접근에서 벗어나 자유도를 발견하는 새로운 관.을 제시했다는 데 의미가 있으며, 향후 항공우주, 미래 모빌리티, 첨단 복합재료 및 메타물질과 같이 복잡한 미세구조를 갖는 고성능 구조의 설계와 해석에서 정확도와 계산 효율을 함께 높이는 저차원 모델 구축의 기반이 될 것으로 기대한다"고 말했다. 한편 이번 연구는 한국연구재단 중견연구(창의연구형) 사업의 지원을 받아 수행됐다. 김준식 교수는 2022년부터 현재까지 미국 스탠퍼드대학교 연구진과 엘스비어(Elsevier)가 발표하는 '세계 상위 2% 연구자(World's Top 2% Scientists)'에 매년 선정되며 국제적 연구 역량을 인정받고 있다. 화로 나누어 해석하