Our interest is in developing effective mathematical models and numerical procedures for various types of physical and mechanical problems. We are studying numerical methods for analyzing structural and fluid–structure interaction problems. We are also challenging the experimental biology field. We have mainly worked in the following areas:
 
Finite Element Method 
We study the FEM (finite element method) technologies and develop solid and structural finite elements used for solving various physical and mechanical problems.

 
Fig. 1 Continuum mechanics based shell (left) and beam (right) finite elements
 
 
 
 
Fig. 2 Strain smoothed element method (left) and the enriched FEM (right)
 
 
 
  Fig. 3 Smoothed MITC3+ shell element (left) and a layered beam element (right)
 
 
Fluid-Structure Interactions 
We develop numerical methods for hydrodynamic analysis of deformable floating structures and fluid-structure interaction (FSI) problems using FEM, BEM (boundary element method), and SPH (smoothed particle hydrodynamics).


 
Fig. 4 Hydro-elastic and -elastoplastic analyses
 

 

Fig. 5 Smoothed particle hydrodynamics (SPH)

 
 
 
Structural Systems 
We study the basics of solid and structural mechanics and develop new structural systems that focus on offshore structures such as ocean nuclear power plants, floating wind turbines, and ships.
 
 
Fig. 6 Gravity-based ocean nuclear power plants
 

 
Fig. 7 Floating nuclear power plants (left) and floating wind turbines (right)
 
 
 
AI (Artificial Intelligence)-based Analysis
We study data-driven finite element models for linear and nonlinear analyses of structural systems through machine learning (ML).
 
 
Fig. 8 Large deformation analysis using machine learning
 
 
 
Fig. 9 Damage detection and diagnostics of mechanical systems using machine learning
 
 
Remote Control System for Animals
We develop innovative systems which can remotely guide live animals using body-attached devices and special stimuli. We also develop technologies for deep brain stimulation.
 
 
Fig. 10 Remote guidance of turtles and mice

 
 
Fig. 11 System to steer mice using an object-craving brain circuit (left) and wireless deep brain stimulation (right)
 
 
 
  
PROJECTS


DSME (대우조선해양) | 선박 열선 방호 및 차폐 개념 연구 | Jul 2022-Jun 2023.

KAIST (한국과학기술원) | 폴더블 디스플레이 주름 방지 메커니즘 개발 | Jun 2022-Dec 2022.

SHI (삼성중공업) | 거주구/엔진룸 변형 원인 분석 연구 | Dec 2021-Mar 2023.

HHI (현대중공업) | 노후 플랫폼 수명 연장을 위한 구조건전성모니터링(SHM) 기술 개발 | Oct 2021-Sep 2022.

KSOE (한국조선해양) | 탄소성 재료 거동 Shell Solver 개발 | Aug 2021-Dec 2021.

KAIST (한국과학기술원) | 폴더블 스마트폰용 플렉시블 디스플레이 주름 방지 장치 | May 2021-Dec 2021.

KoFONS (한국원자력안전재단) | 폭발물 및 차량강습 위협에 대한 원자력시설 물리적방벽 성능검증을 위한 DB 구축 | Apr 2021-Dec 2026.

RIMS (재단법인 중소조선연구원) | 스마트야드 전문인력양성 | Mar 2021-Feb 2026.

Hanwha Energy Corporation (한화에너지) | 수상태양광 부유식 구조물 및 계류 설비의 구조적 안전성 평가 | Sep 2020-Mar 2021.

Hankook Tire & Technology (한국타이어앤테크놀로지) | 기계학습을 이용한 성형 자동 셋팅 및 가류 Bladder 수명 예측 기술 개발 | Jan 2020-Dec 2020.

ADD (국방과학연구소) | 장주기 다목적 무인잠수모함 핵심기술 개발 | Nov 2019-Nov 2024.

KETEP (한국에너지기술평가원) | 해상 복합 발전 시스템 융합 설계 및 운영 지능화 고급트랙 | Apr 2018-Dec 2022.

INNOPOLIS Foundation (연구개발특구진흥재단) | 정확한 골다공증 진단을 위해 DXA 영상의 3차원 고해상화와 유한요소해석을 연계한 차세대 골밀도 측정기 개발 | Apr 2018-Mar 2020.

NRF (한국연구재단) | Numerical methods for analysis of highly nonlinear multi-physics problems in ocean systems engineering (해양공학에서 고도의 비선형성을 갖는 다물리 상호작용 문제들의 수치해석 기법 개발) | Mar 2018-Feb 2023.

KHNP (한국수력원자력) | Development of IoT-based condition monitoring and intelligent self-diagnosis system for pump-turbines (IoT 기반 상태감시 및 지능형 자가진단을 통한 펌프수차 이상 징후 예측기술 개발) | Feb 2018-Jan 2020.

HHI (현대중공업) | 시뮬레이션 기반의 선체 변형 및 정도 예측 시스템 개발 | Jul 2017-Jun 2019.

DSMI (재난안전기술개발사업단) | Development of rapid response technology for oil spill prevention (위험물질 해상유출 확산방지 긴급대응 기술 개발) | May 2016-Dec 2019.

ADD (국방과학연구소) | Near field under water explosion laboratory (수중 근접폭발 특화연구실) | Oct 2015-Dec 2020.

DSMI (재난안전기술개발사업단) | Development of technologies and equipments for HNS (Hazardous and Noxious Substance) outflow disaster response (HNS 유출 확산 차단 및 대응 통신 장비 개발) | May 2015-Dec 2018.

NRF (한국연구재단) | Core technology development of SMART mounted 100MWe floating-type NPP (SMART 탑재 100MWe 부유식 원자력 발전소 핵심 기반기술개발) | Jun 2014-May 2017. 
 
NRF (한국연구재단) | Development of a three dimensional hydroelastic analysis tool for floating structures (부유식 해상구조물의 3차원 유탄성 해석 프로그램 개발(후속1차년)) | May 2014-Apr 2017.
 
KAIST (한국과학기술원) | Development of Floating Type Ocean Wind Power System with Economic Competitive Edge (경쟁력을 갖춘 부유식 해양 풍력 시스템 개발) | Mar 2014-Dec 2018.
 
KIER (한국에너지기술연구원) | 부유식 풍력발전기 하부시스템 개념 및 연동해석기술 개발 | Jan 2014-Oct 2014.
 
KRRI (한국철도기술연구원) | 내진해석, 파랑 및 해류력 해석시스템 수치모델 개발 | Apr 2013-Dec 2015.
 
SHI (삼성중공업) | FEM Modeling Core 개발 | Apr 2013-Apr 2014.
 
KODIPA (특수법인한국방재협회) | Development of Analysis Technology for Damage to Civil Structures from Tsunami (지진해일에 의한 구조물 피해분석기술 개발) | Apr 2012-Apr 2015.

DSME (대우조선해양) | Safety evaluation and enhancement of GBS type Ocean Nuclear Power Plant (GBS를 활용한 해상원자력 발전 플랜트의 안정성 평가 및 증진) | Mar 2012-Dec 2012.

KAIST (한국과학기술원) | Remote control system for animals using behavior biology (행동 생물학을 통한 해양 동물의 원격제어 시스템 개발) | Jan 2012-Jan 2013.
 
SHI (삼성중공업) | OFD 탑재물 정도 관리를 위한 유한요소 구조모델 개발 | Aug 2011-Feb 2012.
 
MKE (지식경제부) | Advanced education track for infrasystems of ocean renewable energy (해양 신재생에너지 인프라시스템 구축 고급 트랙) | Jun 2011-May 2016.
 
NRF (한국연구재단) | Development of a three dimensional hydroelastic analysis tool for floating structures (부유식 해상구조물의 3차원 유탄성 해석 프로그램 개발) | May 2011-Apr 2014.
 
KAIST (한국과학기술원) | Extreme risk preparedness (재난대비 및 대응역량 강화방안 및 기술연구) | Jan 2011-Dec 2012.
 
KAIST (한국과학기술원) | Virtual reality-based remote control system for animals (가상 자극을 통한 물고기 원격 유도 기술 연구) | Sep 2010-Dec 2011.
 
KEIT(한국산업기술평가관리원) | Automatic ship-to-ship docking system (선박간 자동 도킹 시스템) | May 2010-Jun 2011.
 
POSCO (포스코) | New product development of transportable ocean nuclear power plants (해상 운송이 가능한 모듈형 해상 원자력발전 시스템 신상품 개발) | Nov 2010-Apr 2011.
 
KICT (한국건설기술연구원) | Total Lagrangian 정식화에 기반한 대변위 쉘 요소의 개발 및 박판 구조물 선형 좌굴 해석 | Jun 2010-Dec 2010.
 
KAIST-Changwon (한국과학기술원-창원) | Development of presuure vessel for CO2 carrier (CO2 운반선 압력 용기 개발) | Jan 2010-May 2010.
 
KAIST (한국과학기술원) | Optimal design and motion analysis on semisubmersible mobile harbor (반잠수식 모바일하버(MH-B1)의 거동해석 및 최적설계) | Jun 2009-Dec 2009.
 
 
 
 
RESOURCES
 
FORTRAN codes for linear elastic analysis of 2D plane stress problems (developed by CMSS) 

MATLAB codes for hydroelastic analysis of floating beams (developed by CMSS) 

Freeware for 3D hydroelastic analysis of floating structures (will be distributed soon)

Freeware for extracting (x,y) data from scanned graphs (developd by PS Lee) 
 
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