한국항공대, 테라텍 HPC 도입…엔진 설계 프로그램 분석에 탁월
 

[미디어잇 유진상] 한국항공대학교 고속추진 및 연소제어 실험실은 테라텍의 HPC 140대, 1750코어를 도입해 활용하고 있다. 항공기에 들어갈 엔진을 설계하고 이에 필요한 해석 프로그램을 개발하는 데 사용하기 위해서다. 이를 통해 미래창조과학부 항공우주연구원, 국방과학연구소, ㈜한화, ㈜로템, 포스코 등의 다양한 프로젝트를 수행했으며 그 결과 우리나라 항공우주 산업이 한 단계 성장하는데 크게 기여하고 있다.

항공우주산업은 21세기 정보통신산업, 신소재산업 등 산업분야 전반에서 첨단 부분을 이끌어갈 미래 유망산업 중 하나로 꼽히고 있다. 또 최첨단 실용기술을 추구하는 전형적인 연구 개발집약형 산업이자 복잡하고 정밀한 가공과 고도의 조립작업을 필요로 하는 산업이기도 하다. 항공우주산업의 기술 혁신은 타산업으로의 연계효과가 매우 크기 때문에 우리나라 신성장동력으로 꼽히고 있다.

특히 이 중 핵심은 엔진이다. 엔진은 자동차나 비행기 등의 심장으로 일컬어질 만큼 중요하다. 최근 엔진 개발의 방향은 친환경, 고효율 엔진 개발이다. 사이즈는 작으면서도 보다 큰 힘을 얻을 수 있게 하자는 것이다. 또 환경오염을 줄일 수 있도록 친환경적으로 설계되어야 한다.

한국항공대학교 고속추진 및 연소제어 실험실은 공기 흡입식 고속 추진 및 로켓 추진의 설계와 해석, 고성능 연소 컴퓨팅에 대한 연구를 수행하고 있다. 또 항공우주 추진 이론과 비정상 난류 연소를 연구하고 있다.

성홍계 항공우주 및 기계공학부 교수는 “고속추진 및 연소제어 실험실은 항공과 우주, 추진기관에서 발생되는 열유동/연소해석 등을 주로 연구한다”며 “보다 친환경적이고 고효율을 낼 수 있는 엔진을 설계하고 이에 필요한 해석 프로그램 등을 개발하고 있다”고 소개했다.

테라텍 HPC, 140대 1750코어 도입

이를 위해 한국항공대학교 고속추진 및 연소제어 실험실은 테라텍의 HPC를 지난 2006년부터 도입해 활용하고 있다. 지난 2006년 테라텍이 설계한 듀얼코어(Dual-Core) 인텔 펜티엄D 945(3.4GHz), 16-node(32-cpu) HPC 도입을 시작으로 현재까지 140대, 1750코어를 사용해 다양한 프로젝트를 수행해 나가고 있다. 1750코어는 현재 한국항공대학교 내에서 가장 큰 규모다.

이는 그만큼 풀어야 할 알고리즘이 크고 복잡하기 때문이다. 이 연구실은 고속공기흡기추진시스템(High Speed Air Breathing Propulsion System), 가스터빈(gas turbine), 액체형 로켓엔진 분사장치(Liquid rocket engine injector), 고체 입자와 액체 스프레이(solid particle and Liquid spray) 등 전산 유체 역학을 해결하기 위해 나비어 스톡스 방정식과 통계 기술을 접목하여 자체적으로 코드화시켜 개발하고 있다. 즉 보다 빠른 연산을 위해 HPC가 반드시 필요하다는 말이다.

고성능컴퓨팅(HPC)는 고급연산 문제를 풀기 위해 슈퍼컴퓨터 및 컴퓨터 클러스를 사용하는 것이다. 주로 과학 연구와 연관된 고성능 컴퓨터다.

성 교수는 “난류연소수치해석의 알고리즘은 복잡해 통계적 기법을 사용하는데 그만큼 풀어야 할 방정식이 많다는 것”이라며 “공학적 도구로 사용하기 위해 큰 사이즈의 문제를 빠른 연산 속도로 해석해야 하기 때문에 대용량 고속 연산 기술이 필요하고 알고리즘을 구현할 수 있는 SW와 HW는 필수”라고 말했다.

그러면 과연 얼마나 빠르게 처리할 수 있을까? 이는 단순히 수치를 대입할 수는 없다는 것이 성 교수의 설명이다. 그는 “계산의 속도는 CPU를 몇 개나 쓰느냐에 따라 효율이 달라진다”며 “10개의 CPU를 쓰던 프로젝트에 100개의 CPU를 사용한다고 10배가 빨라지는 것은 아니지만, 열흘 걸릴 계산이 이틀 만에 끝난다면 충분히 효율성은 좋아진 것”이라고 설명했다.

Q. 테라텍과의 인연을 꾸준히 유지하고 있는 모습이다. 테라텍만의 매력이 있는 것인가

2006년부터 테라텍의 HPC를 도입했다. 학교에 부임한 후 고속 연산, 대용량 컴퓨터가 필요했다. 특히 학교는 연구비가 한정적이기 때문에 비용 해결이 가장 큰 문제였다. 당시 테라텍은 이러한 문제를 해결할 수 있도록 다방면에서 신경을 많이 써줬다. 특히 테라텍을 통해 인텔과 MOU를 맺을 수 있게 됐다. 이를 통해 인텔의 CPU가 들어간 제품을 보다 경제적으로 도입할 수 있게 됐다. 
 
Q. 알고리즘이 복잡하다보니 인력을 많이 배치해야 할 듯하다. 하나의 프로젝트에 인원을 얼마나 투입하나?

프로제트의 규모에 따라 다르다. 항상 난이도와 긴급성에 따라 스케줄링을 한다. 하나의 프로젝트에 몇 명의 인원이 배정되는 것이 아니라 한 사람에게 몇 개의 프로젝트가 학생들에게 배분된다.

유진상 기자 jinsang@it.co.kr

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