[ Original Paper ]

The KSFM Journal of Fluid Machinery - Vol. 29, No. 2, pp.133-145

ISSN: 2287-9706 (Print)

Print publication date 01 Apr 2026

Received 10 Mar 2026 Revised 22 Mar 2026 Accepted 01 Apr 2026

DOI: https://doi.org/10.5293/kfma.2026.29.2.133

2025년 가스/스팀터빈 분야 연구동향

박준수^*^{, †}

*한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부

Research Trends in the Gas/Steam Turbine 2025

Jun Su Park^*^{, †}

*Korea Aerospace Universtiy, School of Aerospace and Mechancial Engineering

Correspondence to: ^†E-mail : junsupark@kau.ac.kr

Abstract

This paper analyzes recent research trends in the gas/steam turbine sector based on papers published in the Journal of the Korean Society for Fluid Machinery in 2025 and those presented at the summer and winter academic conferences. The total number of papers and presentations increased significantly from 124 in 2024 to 195 in 2025, indicating growing academic and industrial interest in this field. In particular, 2025 was a meaningful year because the first special issue on gas turbines was published in the society journal, showing both quantitative growth and qualitative advancement of related research. By topic, active research was conducted in fluid dynamics, heat transfer and cooling, combustion, and the current status of domestic development programs for aircraft and power-generation gas turbines. In addition to these conventional research areas, papers in materials, structures, and life evaluation also increased significantly. Beyond technical achievements, 2025 also highlighted the continuity and expansion of the gas/steam turbine community. The first Undergraduate Capstone Competition on Micro Gas Turbine Applications was successfully launched, demonstrating the inflow of young researchers and the expansion of educational activities. Memorial and commemorative sessions honoring former leaders of the division also provided an opportunity to reflect on the academic heritage of the field. Overall, 2025 can be regarded as an important year linking the past, present, and future of gas/steam turbine research in Korea.

Keywords:

Gas turbine, Steam turbine, Fluid dynamics, Combustion technology, Heat transfer and cooling, Testing and performance analysis, Technology and status overview, Materials, structural and life evaluation, Research trends

키워드:

가스터빈, 스팀터빈, 유동장, 연소기술, 열전달 및 냉각, 시험평가 및 성능해석, 기술 및 현황소개, 소재, 구조 및 수명평가, 연구 동향

1. 서 론

에너지 전환, 탄소중립 정책 강화, AI 기술 확산에 따른 데이터센터 전력수요 증가는 발전용 가스터빈 분야의 중요성을 더욱 높이고 있다. 발전용 가스터빈은 높은 출력밀도와 빠른 기동성, 복합발전 연계를 통한 고효율 운전이 가능하다는 점에서 전력계통의 유연성과 안정성을 동시에 확보할 수 있는 핵심 기술로 다시 주목받고 있다. 특히 2025년에는 국내 독자 기술로 개발된 발전용 가스터빈의 해외 수출이 가시화되며 국내 기술의 사업화와 글로벌 시장 진출 가능성이 한층 확대되었다. 아울러 탈탄소화 기조에 따라 수소발전시장 개설과 함께 수소 및 수소화합물을 활용한 발전기술, 수소 혼소·전소 가스터빈, 친환경 연소기술에 대한 관심도 빠르게 증가하고 있다. 이러한 산업적 변화는 가스터빈의 성능 향상, 연소 안정성, 고온부 내구성, 운전 유연성 및 시스템 통합기술에 대한 연구 수요 확대로 이어지고 있다.

항공용 터빈 분야에서는 전 세계적인 분쟁 양상의 변화와 무인기 체계의 급속한 확산에 따라 항공 임무가 점차 복잡·다양화되고 있으며, 이에 따라 다양한 출력 범위의 추진기관에 대한 연구개발 필요성이 더욱 커지고 있다. 최근 항공 임무는 장시간 체공, 고기동 운용, 감시·정찰과 타격 임무의 복합화, 유·무인 복합체계 운용 등으로 고도화되고 있으며, 이러한 변화는 소형 무인기 및 특수목적 비행체에 적용되는 마이크로 가스터빈부터 고출력 첨단 항공엔진에 이르기까지 폭넓은 기술 수요를 유발하고 있다. 이에 따라 항공용 터빈 분야에서는 출력 규모에 따라 요구되는 추력, 효율, 경량화, 신뢰성, 내열성, 응답성 등을 만족시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 우리나라에서도 첨단 항공엔진을 국가 전략기술로 인식하고 개발계획 수립, 시험평가 기반 확충, 소재⋅부품 기술 확보, 인력양성 확대를 추진하고 있다. 이러한 흐름은 항공용 터빈 연구가 미래 전장 환경과 항공체계 변화에 대응하는 핵심 분야로 빠르게 확장되고 있음을 보여준다.

이와 같이 가스/스팀 터빈 분야의 연구 수요와 적용 범위가 빠르게 확대되는 시점에서, 본 연구는 2025년 한국유체기계학회 논문집 및 하계⋅동계 학술대회 발표논문을 대상으로 가스/스팀 터빈 분야의 연구 현황과 주요 동향을 분석하고자 한다. 이를 통해 국내 연구의 주요 성과와 관심 주제를 체계적으로 정리하고, 향후 발전용 및 항공용 터빈 기술의 연구 방향과 학술적⋅산업적 확장 가능성을 제시하는 데 목적이 있다.

2. 연구동향

한국유체기계학회 논문집과 한국유체기계학회 하계/동계 학술대회에 투고된 논문을 집계하여 2025년 국내 가스/스팀 터빈 분야의 연구동향을 분석하였다.

표 1의 논문 투고 방법에 따른 논문 수를 살펴보면, 2025년에는 가스/스팀터빈 분야에서 총 17편의 논문이 심사를 통과하여 학회 논문집 27권 1호부터 6호에 걸쳐 게재되었다. 특히 27권 2호는 한국유체기계학회 논문집 최초의 가스터빈 특별호로 발간되어 총 10편의 논문이 수록되었으며, 이를 통해 2025년 게재 논문 수는 2024년 대비 2배 이상 증가하였다. 이는 국내 가스/스팀터빈 분야 연구의 양적 확대와 학술적 관심 증대를 보여주는 결과로 해석할 수 있다.

표 1

2025년도 가스/스팀터빈 분야 논문 투고방법 별 논문 수

향후에도 국내외 기술 환경 변화와 연구 수요 증가에 대응하여 특별호 발간, 기획논문 확대, 투고 장려 등을 지속적으로 추진함으로써 관련 분야의 논문 게재 기반을 더욱 강화할 필요가 있다.

2025년 학술대회에서는 2024년에 비해 논문 발표량이 큰 폭으로 증가하여 총 178편의 발표가 이루어졌으며, 이는 전년도 124편 대비 뚜렷한 증가를 보인 것이다. 특히 동계학술대회에서는 특별세션과 기념세션을 포함한 총 100편의 논문 및 발표가 진행되어, 가스/스팀 터빈 분야 연구의 폭넓은 확장과 높은 관심을 확인할 수 있었다. 이와 함께 가스/스팀 터빈 분과 주관 전국 대학생 마이크로가스터빈 활용 캡스톤 대회 수상작 발표, 전임 회장이신 故 강신형 교수 추모세션, 조형희상 제정 기념 세션 등 다양한 특별 프로그램이 운영되었다. 또한 하계 및 동계 학술대회에서는 신진연구자 발표도 함께 이루어져, 가스/스팀 터빈 분과에 새로운 연구인력과 차세대 연구자의 유입이 지속되고 있음을 보여주었다. 아울러 2025년 학술대회에서는 제작사 중심의 특별세션과 더불어 다양한 인력양성 사업과 연계된 특별세션이 활발히 구성되면서, 일반세션보다 특별세션의 비중이 더욱 두드러지게 나타났다.

이러한 구성은 국내 가스/스팀 터빈 분야의 최신 연구성과와 산업계 수요를 공유하는 동시에, 해당 분야가 축적해 온 학문적 전통과 발전의 흐름을 되새기고 미래 연구인력의 확장 가능성을 함께 확인할 수 있는 뜻 깊은 계기를 제공하였다.

표 2에서 확인할 수 있듯이, 최근 3개년 동안 가스/스팀 터빈 분야의 논문 수는 2022년 107편, 2023년 124편, 2025년 195편으로 꾸준한 증가세를 보이고 있다. 특히 열전달 및 냉각 분야는 각각 39편, 40편, 52편으로 집계되어 최근 3년간 가장 많은 논문이 발표된 핵심 연구 분야로 나타났으며, 관련 연구가 지속적으로 활발하게 이루어지고 있음을 확인할 수 있다. 또한 유동장 분야 역시 2022년 10편, 2023년 21편, 2025년 25편으로 증가하여 가스/스팀 터빈 내부 및 주변 유동 특성에 대한 관심이 점차 확대되고 있음을 보여준다.

표 2

연도별 분류 기준에 따른 논문 수

한편 연소 기술 분야는 2023년 14편에서 2025년 16편으로 증가하였으며, 이는 수소 등 친환경 연료를 활용한 가스터빈 연소 및 연소기 개발 연구가 지속적으로 확대되고 있음을 반영한다. 아울러 2025년에는 소재 및 구조/수명평가 분야가 39편, 기타 분야가 20편으로 새롭게 두드러지게 나타나, 기존의 열유동 중심 연구를 넘어 고온부 재료, 구조 건전성, 부품 신뢰성, 연구개발 현황 및 정책 동향 등으로 연구범위가 더욱 넓어지고 있음을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 향후에도 친환경 연소기술, 고내열 구조⋅재료 기술, 성능평가 및 해석기술을 중심으로 가스/스팀터빈 분야의 연구와 관심이 지속적으로 확대될 가능성을 시사한다.

3. 분야별 연구 동향

3.1 유동장 분야

‘유동장’ 분야로 분류된 논문은 아래와 같이 4가지 세부주제를 중심으로 총 25편의 논문이 투고되었다.

- 항공용⋅발전용 터빈/압축기/노즐의 공력설계 및 내부유동 해석
- 씰, 팁 간극, 이차유로 등 누설 유동 및 밀봉 성능 분석
- 수소 가스터빈, 마이크로 가스터빈, 소형 무인기 추진계 등 신개념 시스템의 유동 특성 연구
- 시험설계, 광학계측, 설계 프로그램 개발 등 유동 해석⋅평가 기법 고도화

압축기, 터빈, 노즐, 덕트 등 유체기계의 기본 공력설계와 내부 유동 해석은 여전히 가스/스팀터빈 분야의 핵심 연구영역으로 나타났다. 무인기용 터보샤프트 엔진의 동력터빈 공력설계, 터보프롭 엔진 배기 덕트 형상에 따른 성능 비교, 항공용 가스터빈 초음속 노즐 설계 및 수치해석, ORC Expander Guide Vane의 내부 유동장 분석, 압축기 성능맵 확장 기법 비교 등은 작동 유체의 유동 특성과 공력 성능을 정밀하게 예측하여 시스템 효율과 운전 안정성을 높이기 위한 연구들로 볼 수 있다^{(1, 4, 63, 114, 163)}. 또한 팬 블레이드의 진동 및 플러터 해석, 수소 가스터빈 고압 베인 후류 난류 특성 분석 등은 유동장 해석이 구조 건전성과 고온부 성능 평가와도 긴밀히 연계되고 있음을 보여준다^{(10, 104)}.

한편 2025년 유동장 분야에서는 주유동 해석뿐 아니라 씰, 팁 간극, 이차유로와 관련된 누설 유동 연구가 활발히 이루어진 것이 특징적이다. 이차유로 누설 유동이 고압터빈 유동 및 효율에 미치는 영향, 블레이드 팁 간극 제어 시스템, 림 씰 및 브러시 씰 성능 평가, 래버린스 씰과 브러시 씰의 누설 특성 분석 등은 냉각 공기 분배, 밀봉 성능, 손실 저감, 효율 향상과 직접적으로 연결되는 주제들이다^{(3, 83, 124, 125, 137, 146, 152)}. 특히 실제 운전조건을 고려한 씰 성능 및 누설 거동 연구가 확대되면서, 고온⋅고속 회전체 내부의 복잡한 유동 현상을 정량적으로 파악하려는 노력이 강화되고 있다.

또한 최근에는 항공 임무의 다양화와 친환경 연료 적용 확대에 따라 신규 추진계 및 특수 운전조건에서의 유동 특성 연구도 함께 증가하고 있다. 마이크로 가스터빈 내부 압축기 유동, 초음속 소형 무인기 추진 시스템용 흡입구 성능, 터보팬 엔진 냉각익 설계, EOT S용 열교환기 내부 유동 특성 변화 분석 등은 기존 대형 발전용 터빈 중심의 연구를 넘어 소형⋅고속⋅특수목적 추진기관까지 연구 범위가 넓어지고 있음을 보여준다^{(50, 54, 134, 135)}. 아울러 광학 계측 기술, 초음속 노즐 설계 프로그램, 시험장치 내부 유동 균일화 설계와 같은 기반기술 연구도 병행되면서, 2025년 유동장 분야 연구는 공력설계와 내부 유동 해석을 바탕으로 누설 유동 저감, 특수 추진계 적용, 정밀 계측기술 개발까지 폭넓게 확장되고 있는 것으로 나타났다^{(114, 128, 159)}.

3.2 연소 기술

‘연소 기술’ 분야로 분류된 논문은 수소, 암모니아 등 친환경 연료 기반의 연소기술과 차세대 항공용⋅마이크로 가스터빈용 연소기 개발을 중심으로 총 16편이 발표되었다. 세부적으로는 다음과 같은 주제를 중심으로 연구가 이루어진 것으로 볼 수 있다.

- 수소 전소⋅혼소 가스터빈 연소기 개발 및 제어
- 암모니아 크래킹 연료 등 무탄소 연료 적용 연소 특성 연구
- 마이크로 가스터빈 및 초음속 추진기관용 연소기 설계
- 고충실도 수치해석 및 머신러닝 기반 연소 해석⋅최적화

최근 연소 기술 분야에서는 수소를 활용한 친환경 가스터빈 연소 연구가 핵심 주제로 자리잡고 있다. 1D 열성능 모델을 활용한 수소 혼소 가스터빈 연료 제어 전략, 수소 전소 연소기의 연소불안정 특성 분석, Lab-scale 수소 전소 노즐의 유동 및 연소 특성 분석, 마이크로믹스 수소 연료 분사기 설계 변수에 따른 화염 형상 연구 등은 수소 연소의 안정성 확보와 고효율화, 저배출 운전을 동시에 달성하기 위한 연구들로 정리할 수 있다^{(26, 27, 65, 80)}. 또한 Dry low NOx 배출을 위한 수소 연소기 모델 최적화 연구는 향후 친환경 가스터빈 상용화와 직접적으로 연결되는 주제로 볼 수 있다⁽⁴⁸⁾.

한편 2025년에는 암모니아 등 수소화합물을 활용한 연소 기술 연구도 함께 확대되었다. 암모니아 크래킹 연료 적용 가스터빈 연소기의 혼소 특성, 암모니아 공급 조건 변화가 크래킹 기반 가스터빈 복합발전 시스템 성능에 미치는 영향 등은 탈탄소 연료 활용 범위가 수소 단일 연료를 넘어 다양한 무탄소 연료 체계로 확장되고 있음을 보여준다^{(117, 160)}. 이러한 연구는 연료 공급 방식, 연소 반응 특성, 시스템 효율과의 연계성을 함께 고려한다는 점에서 중요성이 크다.

또한 항공 및 소형 추진기관 분야에서도 연소 기술 연구가 활발히 진행되었다. 초음속 마이크로 터보젯 엔진용 애프터버너 디퓨저 설계, 초음속 마이크로 가스터빈 엔진용 애프터버너 성능 평가, GPU 가속 LES를 이용한 터보샤프트 엔진 연소기 고충실도 수치해석 등은 복잡한 운전조건에서 연소기 성능을 정밀하게 예측하고자 하는 연구들이다^{(2, 71, 100)}. 이와 함께 적외선 카메라를 이용한 수소 전소 마이크로믹스 연소기 설계 검증, 딥러닝 기반 제어 설정값 추론 프레임워크 등은 실험 진단기법과 인공지능 기법이 연소기술 연구에 적극 도입되고 있음을 보여준다^{(12, 68)}. 전반적으로 2025년 연소 기술 분야는 친환경 연료 적용 확대와 함께, 고정밀 해석⋅실험 및 지능형 제어기술을 결합하는 방향으로 발전하고 있는 것으로 판단된다.

3.3 열전달 및 냉각

‘열전달 및 냉각’ 분야는 총 52편으로 집계되어 2025년에도 가장 활발한 연구가 이루어진 분야로 나타났다. 주요 주제는 다음과 같이 정리할 수 있다.

- 막냉각 홀 형상 및 배열 최적화
- 내부 냉각 유로, 충돌제트, 핀-휜 구조 등 고온부 냉각 성능 향상
- 적층제조 기반 냉각 구조 개발
- 열유동 해석, 머신러닝 예측 및 복합열전달 평가

열전달 및 냉각 분야에서는 터빈 베인과 블레이드, 연소기 라이너 등 고온부 부품의 냉각 성능 향상을 위한 연구가 가장 활발하게 진행되었다. 연소기 라이너 벽의 effus ion 홀 배열 설계, 터빈 냉각 캐비티 내 막냉각 홀 위치 변화, 팬 형상 막냉각 홀 효율 측정, 시스터 팬 형상 홀 및 다양한 슬롯⋅그루브 형상 적용 연구 등은 냉각홀 형상과 배치가 냉각 성능에 미치는 영향을 정밀하게 평가한 사례들이다^{(11, 13, 14, 77, 112, 144)}. 특히 평판, 베인, 블레이드 선단 등 다양한 조건에서 막냉각 효율 향상을 시도한 연구들이 다수 발표되어, 실기 적용성을 고려한 설계 최적화가 본격화되고 있음을 보여준다.

내부 냉각 구조를 활용한 열전달 향상 연구도 두드러지게 나타났다. 가스터빈 베인 뒷전 내부 냉각 유로의 대류 열전달 실험, 이중 핀 구조 핀-휜 배열의 열전달 특성, 배열충돌 제트 냉각, 회전 평판에서의 충돌제트 열유동 특성, 더블 월 회전 충돌/유출 냉각 등은 모두 고온부 내부 냉각 구조를 고도화하기 위한 연구들이다^{(73, 74, 75, 145, 165)}. 또한 팁 누설 유동과 열전달 특성, 수소 가스터빈 팁 누설 열유동 연구 등은 공력과 열전달이 결합된 복합 문제를 다루고 있다는 점에서 의미가 크다^{(87, 89)}.

2025년에는 적층제조 기반 냉각 구조에 대한 연구도 크게 늘어난 것으로 보인다. 금속 적층제조를 고려한 나선형 마이크로채널, 격자 구조 기반 곡선 유로, 다중 분기 입구를 갖는 마이크로채널, 적층제조 기반 격자 구조 냉각홀 등은 기존 가공법으로 구현이 어려웠던 복잡 형상의 냉각 구조를 실제 설계에 반영하려는 시도로 볼 수 있다^{(69, 84, 143, 162)}. 여기에 Open FOAM 기반 해석, 자기 공명 유속계를 활용한 냉각 유동 구조 분석, 인공신경망 및 머신러닝 기반 열전달 예측 연구까지 병행되면서, 냉각 연구는 단순 실험이나 단일 CFD 해석을 넘어 데이터 기반 예측과 첨단 제조기술이 결합된 방향으로 확장되고 있다^{(16, 102, 111, 164)}. 전반적으로 열전달 및 냉각 분야는 고온부 신뢰성 확보와 고효율 엔진 개발의 핵심 기반기술로서 가장 중심적인 연구축을 형성하고 있다고 볼 수 있다.

3.4 소재 및 구조/수명평가

‘소재 및 구조/수명평가’ 분야로 분류된 논문은 재분류 기준을 반영할 경우 총 39편으로 정리할 수 있으며, 고온부 핵심 소재 개발, 적층제조 및 성형⋅접합 공정, 구조 건전성 해석, 내구 및 수명평가, 손상허용 설계 등 가스터빈과 항공엔진의 신뢰성 확보를 위한 폭넓은 연구를 포함하고 있다. 세부적으로는 다음과 같은 주제를 중심으로 구성된 것으로 볼 수 있다.

- 고온부 핵심 소재 및 초내열합금 개발
- 적층제조, 성형, 용접 등 제조공정 기술
- 구조 건전성 평가 및 구조 응답 해석
- 내구, 손상허용, 수명평가 기반 설계기술

먼저 소재 측면에서는 항공용 터빈 블레이드와 디스크, 고온부 핵심 부품에 적용되는 초내열합금과 단결정 합금에 관한 연구가 활발히 진행되었다. 레늄 첨가 저비용 단결정 초내열합금의 크리프 특성, 항공엔진용 단결정 신합금 개발 현황, PM 공정으로 제조된 RENE 95 합금의 석출물 특성 연구 등은 고온 환경에서의 강도와 내구성을 확보하기 위한 대표적인 연구들이다^{(106, 107, 108, 153, 156, 157)}. 또한 EB-PVD 열차폐 코팅 공정개발, NiCoCrAYl 계열 재료의 산화물 형성 거동 비교와 같은 연구는 고온 산화 및 코팅 신뢰성 확보 측면에서 중요한 의미를 가진다^{(59, 97)}.

한편 제조기술 측면에서는 항공엔진 및 가스터빈 부품의 실제 제작 가능성과 정밀도 향상을 위한 연구가 다수 수행되었다. 항공엔진 금속 적층제조 현황, 인코넬 718 국산화 기술개발, 고성능 항공엔진 부품 성형기술, Processing Map을 활용한 소성가공 공정 설계, DED 기반 이종소재 접합부의 미세균열 방지 전략 등은 고성능 부품 제조를 위한 공정 기술 확보와 국산화 기반 확대를 목표로 한 연구들로 볼 수 있다^{(44, 45, 46, 47, 60)}. 이는 고효율⋅고신뢰 엔진 개발에서 제조공정 기술이 소재 특성만큼 중요한 연구 주제로 부상하고 있음을 보여준다.

또한 구조 및 수명평가 분야에서는 실제 운용 환경을 고려한 구조 응답 해석과 내구성 검증, 손상허용 설계 연구가 매우 활발하게 이루어졌다. 운용 환경을 고려한 항공용 APU 구조 설계 및 내구 시험, 환경 진동 시험 기반 APU 배관의 구조 응답 해석 및 검증, 블레이드 및 디스크의 구조해석 및 수명평가, 손상허용 설계/해석 도구 개발, 구조건전성 평가용 material characterization 개발, 감속기어박스의 하중-수명 관계 분석, 고압터빈 디스크의 균열진전 수명 계산, 브러시 씰의 기계적 수명 평가, 단일 타이로드 디스크 최적화 연구 등은 모두 엔진 부품의 구조적 신뢰성 확보와 직접 연결되는 연구들이다^{(34, 36, 40, 41, 42, 62, 126, 127, 149)}. 이들 연구는 단순한 성능 해석을 넘어 실제 설계 허용한계, 피로수명, 손상 축적, 균열 성장 가능성까지 고려하고 있다는 점에서 구조/수명평가 분야의 성격을 잘 보여준다.

전반적으로 2025년 ‘소재 및 구조/수명평가’ 분야는 기존의 단순 재료 연구를 넘어, 소재 개발에서 제조공정, 구조응답 해석, 내구시험, 수명예측, 손상허용 설계까지 전주기적 관점에서 연구가 확장된 것이 특징이다. 이는 발전용 및 항공용 가스터빈의 고효율화와 함께 장기 운용 신뢰성 확보가 더욱 중요해지고 있음을 반영하는 것으로, 향후 첨단 엔진 및 고온부 핵심부품 기술 자립화에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다.

3.5 시혐평가 및 성능해석

‘시험평가 및 성능해석’ 분야로 분류된 논문은 재분류 기준을 반영할 경우 총 24편으로 정리할 수 있으며, 주로 발전용 및 항공용 가스터빈 시스템의 운전 성능 해석, 과도응답 평가, 제어 특성 분석, 시험 리그 구축 및 검증 기술 등을 중심으로 연구가 수행되었다. 세부적으로는 다음과 같은 주제로 구분할 수 있다.

- 발전용 및 항공용 가스터빈 시스템 성능 해석
- 운전 조건 변화에 따른 동특성 및 과도응답 분석
- 수소 연료, 하이브리드 추진 등 차세대 시스템 성능 평가
- 시험 리그 구축 및 성능 검증 기술

이 분야에서는 발전용 가스터빈과 항공용 엔진의 운전 성능을 정량적으로 예측하고, 시스템 차원의 효율과 운전 특성을 분석하는 연구가 활발히 이루어졌다. 가스터빈 압축기 성능맵 생성을 위한 운전 데이터 분석, 제어곡선에 따라 운전되는 발전용 가스터빈의 성능 민감도 분석, 복합발전과 천연가스 개질 시스템의 연계 성능 분석, 수소 연료 적용에 따른 터보제너레이터 성능 변화 분석 등은 실제 운전 조건에서 시스템 성능을 해석하고 최적 운전 방향을 도출하기 위한 대표적인 연구들로 볼 수 있다^{(1, 9, 66, 136)}. 이러한 연구는 가스터빈의 효율 향상뿐 아니라 연료 다변화와 계통 유연성 확보 측면에서도 중요한 의미를 가진다.

또한 과도 운전 및 동적 응답 특성을 평가하기 위한 연구도 중요한 비중을 차지하였다. 발전용 가스터빈의 가속 구간 동특성 분석, 연료 제어 시스템이 포함된 변속 구간 동적 모델링, 항공용 추진기관의 운전 조건 변화에 따른 응답 특성 해석 등은 정격 상태뿐 아니라 실제 운전 과정에서 발생하는 비정상 거동을 정밀하게 파악하고자 하는 연구로 정리할 수 있다^{(96, 139, 142)}. 이는 향후 제어 안정성 확보와 실운전 신뢰도 향상에 직접적으로 기여할 수 있는 기반 연구로 볼 수 있다.

한편 2025년 시험평가 및 성능해석 분야에서는 시험 장치 및 시험 리그 구축을 통한 성능 검증 연구도 함께 진행되었다. 팬 블레이드 플러터 시험 리그 구축, 조류 충돌 인증 기준 분석 등은 실제 운용 환경을 고려한 시험 기반 성능 검증 체계와 인증 대응 역량 강화를 위한 연구로 해석할 수 있다^{(67, 136)}. 전반적으로 본 분야는 시스템의 운전 성능, 동특성, 제어 응답, 시험 기반 검증 기술을 중심으로 구성되어 있으며, 향후 발전용 및 항공용 가스터빈의 실용화와 신뢰성 확보를 위한 핵심 축으로 지속적인 연구가 이루어질 것으로 판단된다.

3.6 기술 및 현황 소개

‘기술 및 현황 소개’ 분야는 총 31편으로 집계되어, 2025년에는 순수 연구논문뿐 아니라 개발 현황, 산업 적용, 연구 인프라 및 인력양성 기반을 공유하는 발표도 매우 활발하게 이루어진 것으로 나타났다. 주요 주제는 다음과 같다.

- 발전용 및 항공용 가스터빈 개발 현황
- 수소⋅무탄소 가스터빈 기술 개발 및 사업화 동향
- 연구기관⋅대학⋅기업의 연구개발 현황 소개
- 제어시스템, 시험 인프라, 부품개발 등 실용화 기반 기술

이 분야에서는 국내 발전용 가스터빈과 항공용 엔진의 개발 현황을 공유하는 발표가 다수 이루어졌다. H급 고효율 가스터빈 상업운전 결과, 380MW 급 표준복합 가스터빈 개발 및 엔진시험 결과, 중형 수소전소 가스터빈 개발 현황, 무탄소 가스터빈 기술개발 및 인프라 구축 현황 등은 발전용 가스터빈 분야가 실증⋅사업화 단계로 빠르게 확장되고 있음을 보여준다. 특히 수소 연소기 기술혁신, retrofit 프로그램의 실증운전 및 사업화 계획 등은 기존 가스터빈의 친환경 전환과 시장 대응 전략까지 포함하고 있다는 점에서 의미가 크다^{(24, 29, 30, 31, 116, 123)}.

항공용 분야에서도 첨단 항공엔진과 마이크로 가스터빈을 포함한 다양한 개발 현황이 공유되었다. 국산 첨단 항공엔진 개발의 기술파급효과 분석, 차세대 전투기용 첨단 항공엔진 아키텍처 연구, 항공용 마이크로 가스터빈 연구개발 현황, 터보샤프트 엔진 핵심기술 개발, 터보팬⋅터보프롭⋅APU 개발 현황 등은 항공 임무의 다양화에 대응하기 위한 다양한 출력급 엔진 연구가 활발히 추진되고 있음을 보여준다^{(5, 6, 7, 18, 55, 56, 63)}. 이는 마이크로 가스터빈부터 중대형 항공엔진까지 폭넓은 기술 수요가 존재함을 시사한다.

또한 2025년 기술 및 현황 소개 분야의 특징은 연구개발 자체뿐 아니라 이를 뒷받침하는 산학연 협력과 인력양성 체계를 함께 조명했다는 점이다. 대학별 무탄소 가스터빈 연구소개, 연구센터 및 안전 혁신연구센터 소개, 기업 및 연구기관의 수소 분야 연구개발 현황 발표 등은 국내 가스터빈 분야가 개별 연구 수준을 넘어 산업 생태계와 인력 기반을 동시에 확장하고 있음을 보여준다^{(115, 130, 131, 132)}. 따라서 이 분야는 단순한 현황 공유를 넘어, 국내 가스/스팀터빈 분야의 기술 축적과 연구 네트워크 형성을 가시적으로 보여주는 역할을 수행한 것으로 판단된다.

3.7 기타

일반적인 기술 연구 발표와는 달리, 故 강신형 교수님 10주기 추모세션, 조형희 공학상 제정 기념세션, 전국대학생 마이크로가스터빈 활용 캡스톤 경진대회 수상작 발표 및 시상은 가스/스팀터빈 분과의 학문적 전통과 공동체적 성격을 보여주는 의미 있는 프로그램으로 구성되었다. 특히 고 강신형 교수님 10주기 추모세션과 조형희 공학상 제정 기념세션은 국내 가스/스팀터빈 분야의 발전 과정과 학문적 흐름을 되돌아보는 계기를 마련하였으며, 전국대학생 마이크로가스터빈 활용 캡스톤 경진대회 수상작 발표 및 시상은 차세대 연구인력의 유입과 인력양성 성과를 확인할 수 있는 장으로 기능하였다. 이러한 프로그램들은 최신 연구성과의 공유를 넘어, 가스/스팀터빈 분과의 정체성을 강화하고 학문적 계승, 세대 간 연결, 미래 인력 기반 확대를 뒷받침하는 중요한 역할을 수행한 것으로 볼 수 있다.

4. 결 론

2025년에는 한국유체기계학회 논문집과 하계 및 동계학술대회에 발표된 논문을 분석하여 가스/스팀터빈 분야의 연구동향을 조망하였다. 특히 2025년은 한국유체기계학회 논문집 최초로 가스터빈 특별호가 발간되어 관련 분야 연구성과가 집중적으로 소개되었다는 점에서 매우 뜻 깊은 해로 평가할 수 있다. 또한 논문집 게재 편수와 학술대회 발표 편수가 모두 크게 증가한 것은 최근 발전용 및 항공용 가스터빈 분야에 대한 관심 확대와 함께 국내 연구 저변이 지속적으로 넓어지고 있음을 보여준다.

아울러 2025년에는 전국대학생 마이크로가스터빈 활용 캡스톤 경진대회 초대 대회가 성공적으로 개최되어, 가스/스팀터빈 분야가 기존 연구자 중심의 학술활동을 넘어 차세대 인력양성과 교육 확산 측면에서도 새로운 전기를 마련한 것으로 볼 수 있다. 이는 가스/스팀터빈 분야의 연구가 단순히 현재의 기술개발에 머무르지 않고, 미래 연구인력의 유입과 산업⋅학문 기반의 확장으로 이어지고 있음을 보여주는 중요한 성과라 할 수 있다.

한편 학술대회에서는 故 강신형 교수님 10주기 추모세션과 조형희 공학상 제정 기념세션이 운영되어, 국내 가스/스팀터빈 분야를 이끌어 온 전임 연구자들의 학문적 업적과 분과의 발전 과정을 되새기는 계기가 마련되었다. 이와 함께 제작사 중심의 특별세션, 인력양성 사업 연계 세션, 신진연구자 발표 등이 활발히 운영되면서, 2025년은 가스/스팀터빈 분야가 과거의 학문적 전통을 되돌아보고, 현재의 연구성과를 공유하며, 미래 세대와 새로운 연구영역으로 확장해 나가는 흐름이 동시에 드러난 해로 평가할 수 있다.

따라서 2025년은 가스/스팀터빈 분야가 학술적⋅산업적 측면에서 모두 한 단계 확장된 해이자, 과거와 현재, 그리고 미래를 잇는 매우 중요한 전환점으로 볼 수 있다. 향후에도 이러한 흐름을 바탕으로 특별호 발간, 일반연구 활성화, 산⋅학⋅연 협력 강화, 차세대 인력양성 프로그램 확대가 지속된다면, 국내 가스/스팀터빈 분야의 기술 경쟁력과 학문적 저변은 더욱 강화될 것으로 기대된다.

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Lee, H., Lee, J., and Cho, G., 2025, “Evaluation of Rim-Seal Performance According to Rotor Shaft Displacement,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
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Shin, J., Yoo, J., and Park, T., 2025, “A Hot-to-Cold Transformation Technique for Improving Turbine Blisk Design Accuracy,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
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Park, H., 2025, “Analysis of Flow and Heat-Transfer Characteristics of an Additive-Manufactured Spiral Microchannel with Multi-Branch Inlets,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
Seo, M., 2025, “Analysis of Aerodynamic Performance and Internal Flow Field According to the Design Angle of an ORC Expander Guide Vane,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
Lee, S., 2025, “Prediction of Heat Transfer on the Endwall of a First-Stage Gas Turbine Vane Using a Machine-Learning Algorithm,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
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Song, H., 2025, “Combined Cooling Characteristics of Slot Cooling and Full-Coverage Film Cooling in a Combustor Liner,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
Lee, S., 2025, “Assessment of the Applicability of a Source-Term Method in the Analysis of a Highly Cooled Turbine,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
Choi, S., 2025, “A Deep-Learning-Based Framework for Inferring Control Setpoints for an Air Preheating System for Combustion Testing,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
Kim, G., 2025, “Thermofluid Characteristics of Metal Additively Manufactured Impingement-Jet Cooling,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
Lee, H., 2025, “Enhancement of Cooling Performance in Array Impingement-Jet Cooling Using a Front Structure,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
Kim, D., 2025, “Evaluation of Effusion-Cooling Performance of a Lattice-Structured Porous Channel,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
Hwang, J., 2025, “Quantitative Characterization of Flow Pressure Distribution and Surface Temperature Fields in a Cylindrical Compound-Angle Cooling Hole,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
Kim, H., 2025, “Flow Characteristics and Cooling Performance According to the Presence of an Upper Rib above the Cooling Hole in a Double-Wall Cooling Structure,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
Mo, S., 2025, “Comparison of Methods for Extending the Low-Speed Region of a Compressor Performance Map,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
Choi, S., 2025, “Three-Dimensional Geometric Effects on the Thermofluid Performance of Internal Cooling Technology in an Aero Gas Turbine Engine,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
Ryu, H., Lee, N., Yeom, J., Yeom, J., Park, S., and Ahn, J., 2025, “Design of a VIGV Module and Establishment of a Control Strategy for a Micro Gas Turbine,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
Lee, S., Choi, Y., Lee, H., Lee, S., Lim, S., and Park, S., 2025, “A Study on a Power Generation System Using a Thermoelectric Generator and Waste Heat,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
Lee, J., Moon, G., Kim, S., Lee, S., and Lee, S., 2025, “Design of a Power Turbine for a Micro Gas Turbine for 30-kW-Class Turbogenerator Development,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.
Ko, G., Kang, S., Kang, S., Kim, C., Noh, C., and Kim, D., 2025, “Analysis of Water-Injected Micro Turbojet Performance and Mission Profile Variation,” Proceedings of the KSFM 2025 Winter Annual Meeting.

투고방법		논문 수
논문집^(1∼17)		17
하계학술대회	특별세션^(9∼64)	47
	일반세션^(65∼86)	22
	포스터^(87∼93)	7
	신진과학자^{(94, 95)}	2
동계학술대회	특별세션^(96∼136)	41
	일반세션^(137∼160)	24
	포스터^(161∼174)	14
	신진과학자⁽¹⁷⁵⁾	1
	기타^(176∼179)	20
합 계		195

분류 기준	논문 수 (편)
분류 기준	2022년	2023년	2025년
유동장	10	21	25
연소 기술	-	14	16
열전달 및 냉각	39	40	52
시험평가 및 성능해석	28	26	25
기술 및 현황 소개	30	23	18
소재 및 구조/수명평가	-	-	39
기타	-	-	20
합계	107	124	195