100년 묵은 수학 난제를 해결한 강문진(사진) KAIST 수리과학과 교수가 '이달의 과학기술인상' 4월 수상자로 선정됐다.
과학기술정보통신부가 주최하고 한국연구재단과 서울경제신문이 공동주관하는 이달의 과학기술인상을 받은 강 교수는 압축성 오일러 방정식의 충격파에 관한 문제를 1차원 공간에서 최초로 해결한 공로를 인정받았다.
압축성 오일러 방정식은 유체역학을 설명하는 비선형 편미분방정식으로 매끄러운 초기함수에서 발현된 해가 충격파와 같은 불연속적이고 비가역적인 특이점을 생성하는 게 특징이다. 초음속 항공기가 빠른 속도로 공기를 뚫고 지나갈 때 공기에서 발생하는 밀도와 온도가 불연속적인 흐름인 충격파와 같은 현상도 이를 통해 설명할 수 있다.
19세기 수학자 리만이 압축성 오일러 방정식의 특이한 해로 리만충격파를 제시했는데 이것이 물리적 교란에 의해 시간이 지나도 안정적으로 유지될 수 있는지가 수학계 오랜 난제로 남아 있었다.
강 교수는 1차원 공간 위에서 약한 리만충격파는 물리적 교란에 의해 난류와 같은 불안정한 상태로 변하지 않고 안정적 형태로 지속될 수 있음을 이론적으로 밝혔다. 그는 “충격파 안전성 연구는 초음속으로 움직이는 물체 형태나 추진체 등을 제작하는 이론적 근거로 활용될 수 있다”며 “맥스웰 방정식, 자기유체역학 방정식뿐 아니라 교통량이나 혈액 흐름, 에너지 재생 등 현상을 모형화하는 현대수학 편미분 방정식 연구에도 적용될 수 있다”고 설명했다.
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