제 경험을 기반으로 각 과목이 어떤 내용을 다루고 어떤 점에서 중요한 지 이야기해보겠습니다. 학교마다 교수님마다 강조하여 가르치는 부분이 다를 수 있으므로 다른 분들의 의견과 종합하여 즐겁게 공부할 수 있으셨으면 좋겠습니다.

(기계요소설계) 고체역학의 연장선상이 되는 과목이라고 보시면 됩니다. 고체역학의 기본기가 튼튼하게 갖춰져 있다면 보다 편하게 수강하실 수 있을 것입니다. 과목 초반에는 고체역학에서 다뤘던 개념을 다시 짚고 넘어갑니다. 기본적인 응력의 개념에서부터 구조물의 deflection을 구하는 여러가지 방법들, 항복 판정법 등에 대해 다룹니다. 과목 중후반에서는 주로 부식에 대한 개념, 나사, 베어링, 리벳, 기어 등에 대해 다룹니다. 학교에 따라서는 유한요소해석에 대해 간단히 다루거나 여러 가지 소프트웨어(ANSYS, Hyperworks etc)를 이용하여 구조해석을 다루는 경우도 있다고 들었습니다. 저희 학교에서는 전공필수 과목으로 지정되어 있어서 반드시 들어야 하는 과목이었는데 작성자 분께서 재학 중인 학교에서는 필수 과목인 지 아닌 지 모르겠습니다. 저 개인적으로는 추천하고 싶은 과목입니다. 2학년 때 고체역학을 제대로 공부하지 않았다면 다시 한번 개념을 다질 수 있는 기회가 됩니다.

(진동공학) 진동공학은 열전달과 더불어 단연 기계공학과의 꽃입니다. 운동방정식(동역학)을 세우는 것부터 시작해서 고유 진동수, 공진의 개념도 배우고 푸리에 급수(공업수학)나 라플라스 변환(공업수학)을 이용해 미분 방정식의 솔루션을 구하기도 하고 좀더 심도있게 공부하시다 보면 2학년 때 배웠던 역학 과목, 수학과 정말 여러 군데에서 접목될 수 있다는 것을 체감하실 수 있으실 겁니다.

이를테면 강성(Stiffness)의 의미를 여러 각도로 바라볼 수 있습니다. 재료역학에서의 강성은 외부 하중에 대해 부재물의 변형(Deflection etc)이 잘 일어나는 지 아닌지를 보여주는 정량적인 개념이라고 볼 수 있죠. 이를 일종의 Spring-mass 시스템으로 치환해서 해석하는 게 바로 진동공학적 개념이고 같은 솔루션을 서로 다른 방식으로 접근하여 얻어낼 수 있습니다.

또는 Laplace Transform에 대해서도 생각해볼 수 있을 겁니다. 공업수학을 공부할 때만 해도 단순히 시간 도메인에서 표현된 미분방정식을 복소 도메인으로 옮겨서 간단한 대수방정식으로 바꿔서 풀어낸다는 시각만 갖고 있었는 데 이를 자동제어를 공부할 때에는 LTI 시스템이나 Analog 시스템에서의 안정성을 확인하기 위해서 Pole의 위치를 파악할 때 활용하면서 라플라스 변환에서 피적분 함수에 exp(-st)가 붙는 것의 의미를 바라볼 수도 있게 되었습니다. Pole이 Left-Half-Plane(LHP)에 위치해야만 신호가 decay하게 되고 Right-Half-Plane(RHP)에 위치할 시 신호가 급증하여 발산합니다. 어느 경우가 Stable한 가를 생각해본 다면 Pole이 어디에 위치해야 안정적일 지를 판단할 수 있죠.

본질적으로 라플라스 변환이 포락선(Envelope)과 같은 감쇄현상을 일으키는 자연계의 운동을 표현하기 위해 고안되었다는 점을 고려한다면 s=σ+jω에서 exp(-σt)가 감쇄 현상을 표현하고 exp(-jωt)가 진동현상을 표현한다는 점 역시 생각해볼 수 있을 겁니다. 오일러 공식(Euler’s Formula)을 생각해보면 감이 올 거에요. 추가로 푸리에 변환과의 관계도 생각해볼 수 있겠죠. 왜 라플라스 변환은 시스템의 안정성 분석에 주로 활용되고 푸리에 변환은 신호 분석에 활용되는 지, 더 나아가 FFT나 DFT를 어디서 활용할 수 있는 지 까지 알면 더 좋겠죠.

실제로 진동공학이 제조업 전반에 걸쳐 활용되고 있는 만큼 기계과 학부 과정에서 가장 중요한 과목들 중 하나라고 생각합니다. 제 지인 중 한 분은 이 과목을 수강하지 않고 취업 전선에 뛰어들었는 데 모 자동차 회사 면접에서 진동공학을 왜 수강하지 않았느냐는 질문을 받은 적도 있었다고 합니다. 반드시 들어야 할 과목이라고 생각합니다.

(점성 및 압축성 유동) 과목 이름으로 미루어 볼 때 학부 유체역학에서 다루는 내용의 후반부를 따로 점성 및 압축성 유동으로 떼어낸 듯 합니다. 제가 갖고 있는 유체역학 책(White) 기준으로 6~9장에 해당하는 내용을 다루는 과목이라 생각됩니다. 모든 유체는 점성을 갖고 있습니다. 특히 점성의 영향이 강하게 작용하는 영역을 따로 경계층이라고 총칭하여 경계층에 대한 이론을 따로 깊이 연구하시는 분들도 많이 계십니다. 아마 기계공학과 학부에서 다루는 점성 유동은 Internal flow을 의미할 겁니다. 파이프 내에서의 유체의 움직임을 서술하는 방정식을 유도하는 법, 곡관의 roughenss에 의한 영향, 난류의 움직임을 전산으로 해석하는 방법에 대한 기본 이론 등을 다룰 것입니다. 이 내용들을 잘 익혀 둔다면 나중에 열전달 과목을 이해하시는 데에도 크게 도움이 되실 것이고 산업계에서는 플랜트 업계라든가 공력해석을 필요로 하는 업계에 진출하시는 데 힘이 될 것입니다.

압축성 유동의 경우 압축성 힘에 대한 관성력의 비를 나타내는 무차원 수(Mach #)를 기준으로 하여 경험적으로 해당 값이 0.3보다 크다면 관성력을 무시할 수 없다고 간주하는 유동을 말합니다. 대체로 공기의 유동에 대해서 다루며 기계공학과 뿐만 아니라 항공우주공학과에서 굉장히 강조되는 과목입니다. Shock wave, Choking의 개념을 잘 익혀 두시면 좋습니다. 이를테면, 여행가실 때 비행기의 엔진을 잘 보시면 엔진 앞쪽의 형상이 뾰족한 것을 확인할 수 있습니다. 이는 Normal shock가 발생하면 터빈 엔진의 여러 부품에 손상이 갈 수 있기 때문에 엔진 전단의 형상을 뾰족하게 만들어 인위적으로 Oblique shock를 유도하여 손상의 정도를 줄이기 위함입니다. 이런 점들을 염두에 두시면서 압축성 유동에 대해 공부하시다 보면 어느 새 자동차 업계, 항공 업계 등으로 시야를 높이실 수 있을 것 같습니다. 그러나 본인의 취향이 유체역학 분야가 아니라면 꼭 들으실 필요는 없다고 봅니다.

(수치해석) 미적분학이나 공업수학과는 다른 느낌이 강한 과목입니다. 개인적으로는 엄밀성 위에서 정의되는 학문이 아니라 다분히 경험적인 스킬에 기반된 학문이라는 느낌을 많이 받았습니다. 실험을 통해 얻은 수많은 데이터들을 해석하고 유의미한 결론을 도출하는 데 필요한 도구로 쓰이는 과목입니다. 선형대수의 내용들(행렬, 대각화, Eigenvalue 등등), 공업수학의 내용들(Taylor Series 등)을 응용하기도 합니다. 저는 개인적으로 선형대수 개념을 잘 닦아 놓으시면 매우 큰 도움이 된다고 봅니다. 매우 많고 복잡한 연립방정식을 풀어 내는 방식들을 행렬로 옮겨서 푸는 것이 왜 합리적인 지, 이를테면 행렬과 벡터공간의 함수인 선형사상이 왜 같은 의미를 갖는에서부터 시작하여 해당 개념을 위에서 행렬을 이용하여 솔루션을 구하는 수많은 방법들(Gauss elimination, Cramer's rule, Tridiagonal matrix algorithm etc)을 이해하는 좋은 기회가 될 수 있습니다. 동시에 MATLAB에 이 개념들을 적용하여 코드를 짜는 연습도 해보실 수 있을 겁니다. Python이나 C로 진행하는 학교도 있을 수 있습니다.개념을 이해한 상태에서 그것을 코드로 옮기는 경험은 굉장한 힘이 됩니다. 더욱이 이 도메인을 기존의 컴퓨터공학과, 전산학과 출신 엔지니어들이 쉽게 진출하기 힘든 기계공학 도메인에 적용할 수만 있다면 엄청난 시너지를 볼 수 있을 것이라고 생각합니다. 역학의 개념을 알고 있는 사람과 그렇지 않은 사람은 같은 시스템을 바라보더라도 그 식견은 분명 다를 것입니다. 따라서 저는 이 과목을 반드시 들어보시는 것을 추천드립니다.

나머지 과목들은 제가 수강하지 않았기에 잘 모르겠습니다. 다른 분들이 좋은 이야기를 많이 해주실 것이니 제 의견은 그냥 참고만 하시고 즐거운 3학년 생활 되시기를 바랍니다.

안녕하세요.

질문 주셔서 감사합니다.

멘토링을 원하시는 거라면
바로 옆에 있는
'멘토링 신청하기' 게시판을 이용해주시면 감사하겠습니다.

여기에 올리셔도
많은 갓준표 회원님들께서
친절하게 답변해주실 거라 생각합니다.

감사합니다.

제 의견은 진로가 결정되지 않으셨다면 공통적인 성격? 흔한 성격이 다분한 기요설 , 진동학, 수치해석을 조심스레 추천드립니다.

안녕하세요. 올해 4학년 올라가는 기계공학과 학생입니다. 저도 들어보지 못한 과목들이긴 한데 기요설과 진동학 그리고 수치해석은 들어봐야 하지 안을까 싶어요.
일단 진동학은 권준표 교수님 인강을 수강한 결과 어느정도 난이도가 있는 과목이지만 열심히 하시면 충분히 따라갈수 있다고 생각이 됩니다. 공학수학과 선형대수에 대한 기초지식이 필요한 부분이 있는 과목 입니다. 나중에 사회에 나가서도 진동은 빼놓을수 없는 물리적인 현상이기 때문에 추천하고 싶고요. 수치해석 과 기요설 같은 경우도 자세히는 말씀 못드리지만 주위 학우분들 보면 거의다 듣는 것 같더라구요. 그만큼 중요하고 필요하니까 듣지 안을까 싶습니다.
나머지 과목들에 대해서도 충분히 고민해 보시고 수강하시길 바랍니다. 다른 분들의 의견도 들어보시고 선택하시면 될 것 같습니다.
이상 답변 이었습니다,