인하대학교(총장 조명우)는 김종현 디자인테크놀로지학과 교수 연구팀이 화재로 약해진 구조물이 충격을 받아 붕괴되는 과정을 실시간으로 구현하는 시뮬레이션 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

이번 연구는 김 교수의 지도를 받는 우성연 학부생이 수행했으며, 연구 결과는 국제학술지 ‘SoftwareX’(소프트웨어엑스)에 게재됐다.

연구팀이 개발한 ‘파이어임팩트-프랙처(FireImpact-Fracture)’는 언리얼 엔진과 파이썬 기반 계산 모듈을 결합해 화재와 충격이 복합적으로 작용하는 구조물 파괴 과정을 실시간으로 구현하는 기술이다.

기존 파괴 시뮬레이션은 충격의 위치와 강도를 중심으로 균열과 파편을 계산하는 방식이 대부분이었다. 반면 이번 기술은 화재에 노출된 시간과 정도에 따라 재료 강도가 약해지는 과정을 반영해 실제에 가까운 붕괴 양상을 구현한 것이 특징이다.

연구팀은 구조물 표면의 온도와 연소 상태, 재료 강도 변화를 지속적으로 추적한 뒤 충격이 발생하면 이 정보를 반영해 균열 전파와 파편 생성을 계산하도록 설계했다. 그 결과 화염이 지나간 구간을 중심으로 작은 파편이 집중적으로 발생하고, 상대적으로 영향이 적은 부분은 큰 형태를 유지하는 등 비대칭적 붕괴 패턴을 구현했다.

또 약 10만개 정점을 가진 모델에서도 초당 30~42프레임(FPS)의 성능을 유지해 실시간 상호작용 환경에서 활용 가능성을 확인했다.

연구팀은 이번 기술이 게임과 가상현실(VR), 혼합현실(MR), 디지털 트윈뿐 아니라 재난 대응 훈련과 안전교육용 시뮬레이션 분야에서도 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 특히 화재 이후 구조물이 어떤 과정을 거쳐 붕괴하는지를 직관적으로 보여줄 수 있어 재난 상황 분석과 교육 콘텐츠 개발에도 도움이 될 것으로 전망했다.

김종현 교수는 “화재로 인한 재료 약화를 단순한 시각 효과가 아니라 실제 파괴 양상에 반영했다는 점에 의미가 있다”며 “게임 엔진 기반 물리 시뮬레이션과 재난 시각화 기술을 접목한 연구를 지속해 나갈 계획”이라고 말했다.