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2020—2021工程熱物理學科發展報告 版權信息
- ISBN：9787504695390
- 條形碼：9787504695390 ; 978-7-5046-9539-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
2020—2021工程熱物理學科發展報告 內容簡介
碳達峰碳中和戰略目標引發的能源生產和消費方式的巨大變革，給工程熱物理與能源利用學科的發展帶來了新的機遇與挑戰。通過落實中國科協關于學科發展戰略研究工作的有關部署、制訂我國工程熱物理與能源利用學科的發展戰略，從學科發展和國家重大需求的戰略層面出發，重新審視工程熱物理與能源利用學科的發展。建立清潔低碳、安全高效的可持續能源體系，使能源的發展與國民經濟深度脫碳相協調，是我國工程熱物理與能源利用學科的研究前沿。通過對國內外學科發展動態的比較分析，凝練出了工程熱物理與能源利用學科的前沿增長點。
2020—2021工程熱物理學科發展報告 目錄
從書序
前言
綜合報告
專題報告
英文摘要
索引
前言
綜合報告
專題報告
英文摘要
索引
展開全部
2020—2021工程熱物理學科發展報告 節選
（三）進排氣系統與空氣系統氣動熱力學進氣系統位于推進系統的*前端，主要負責捕獲、壓縮、調節自由來流，為發動機提供足夠流量、壓力和均勻度的氣流。對于隱身飛行器，進氣道還是雷達波的強散射源。進氣道與發動機良好匹配是保證飛行器性能和飛行安全的重要基礎。近年來，我國學者提出了進氣道新型激波系配置、壓力梯度可控前體、通用亞聲速擴壓器設計等方法，突破了高馬赫數前體／進氣道一體化設計技術以及亞聲速任意進出口截面形狀擴壓器設計技術。針對寬速域進氣道，突破了寬速域流動控制技術、變結構進氣道試驗件研制、小尺寸大推力高精度激勵技術等關鍵技術，提出了柔性調節、形狀記憶合金自動調節、氣動式調節、多級伸縮調節、四連桿+柔性板調節等新型幾何調節方法40-43。針對寬速域渦輪沖壓組合動力，發展了串聯式二元／軸對稱進氣道、內／外并聯二元進氣道以及內轉式進氣道設計方法，通過壓縮面和喉道調節等變幾何方法，保證進氣道在寬范圍內正常工作，揭示了不同形式進氣道在模態轉換過程的穩態和動態流動特性，提出了平穩的模態轉換控制規律。針對高超聲速飛行器進氣道，發現了新的流動失穩模式并揭示其機理，提出了基于多源信息融合的進氣道不起動識別方法，發現了隔離段激波串運動過程的非線性特征并提出了預警方法，發展了進氣系統穩定裕度表征、多模式協調控制和再起動控制方法。針對渦輪沖壓火箭組合動力，設計了包括渦輪、沖壓和引射火箭通道的內轉式進氣道。 排氣系統位于推進系統的*后端，主要負責將高溫、高壓氣體通過尾噴管膨脹加速排出，排氣系統特性直接影響發動機推力。針對隱身飛行器發展需求，突破了高隱身性能／低損失S彎噴管型面控制及其與航空發動機相容性等關鍵技術，建立了兼顧氣動／隱身性能的S彎噴管設計方法；基于大偏角實現技術的多學科交叉設計，發展了三軸承偏轉噴管的設計方法；提出了反映多參數耦合作用的固定幾何氣動矢量噴管與發動機整機耦合及評估方法；掌握了不同流動控制方法在全包線范圍內保持非對稱大膨脹比噴管性能的影響機理、適用范圍和*優結構參數的選取準則。針對高速飛行器復雜后體構型，提出了考慮側向膨脹、膨脹程度可控、進口非均勻等多種噴管設計方法，實現了復雜條件下噴管型面的一體化設計，掌握了非均勻進口對噴管性能的影響規律，解決了發動機接力點、模態轉換點冷熱態力矩差過大的關鍵問題；提出了三維非對稱噴管型面的雙向流線追蹤設計方法，實現了進出口形狀可任意指定的三維非對稱噴管型面設計，攻克了受限空間內超聲速氣流高效三維膨脹的關鍵技術，解決了排氣系統與燃燒室相容以及和飛行器后體一體化設計的難題。針對渦輪沖壓組合動力排氣系統設計，提出了寬范圍、多流道、多模態的非常規排氣系統協同設計方法，突破了多流道匹配設計的關鍵技術，揭示了多通道流場間的強耦合作用機理和轉級過程中排氣系統的流場特性，發現了過膨脹非對稱噴管中不同的分離模式，起動、關閉過程中分離模式的跳轉現象，揭示了其臨界壓比遲滯變化的流動機理，通過射流和旁路等流動控制，明顯改善了低速情況下排氣系統的性能。針對航空發動機尾噴管的超音速氣膜冷卻問題，分析了超音速條件下吹風比、密度比、主流加速與湍流度、冷氣入口條件、曲面效應以及激波入射等因素對氣膜冷卻特性的影響規律，發現了超音速氣膜冷卻與亞音速氣膜冷卻存在較大差別，尤其是在強激波入射條件下，激波能有效地增強氣膜與高溫主流的摻混。針對發動機二元矢量噴管的內部冷卻問題，發展了噴管新型隔熱屏結構，并研究了其內部的傳熱與流阻特性，揭示了小沖擊距下的特殊波紋結構對內部冷卻效果的影響機理，獲得的傳熱與流阻特性關聯式為此類結構在噴管冷卻設計中的應用提供了支撐。 空氣系統與壓氣機、燃燒室和渦輪三大部件密切相關，其各個分支流路均攜帶著自引氣點出發，流經各種流阻元件*終到達分支末端，不僅具有壓氣機防冰、壓氣機與渦輪部件間軸向力調節、機匣冷卻和轉靜子軸向間隙調節等無可替代的作用，同時也是反映航空發動機部件間強耦合、強關聯等物理特性的重要載體。近年來，國內學者圍繞轉-靜系旋轉盤腔的瞬態盤腔流“非守恒”物理模型開展了壓力預估方法的研究，初步構建了適用于過渡過程的盤腔壓力預測方法。圍繞轉-轉系壓氣機軸頸腔開展了軸向通流條件下的盤腔穩態／過渡態流動機理研究，初步掌握了基本的盤腔流模態特征。針對接收孔高精度流量系數的預測方法開展了系列化的建模工作，針對圓柱形、跑道形以及矩形孔開展了流量-阻力特性試驗研究工作。圍繞各種單層、雙層輪緣封嚴結構開展了非定常的數值模擬研究和實驗研究工作，圍繞燃氣入侵的物理誘導機制、燃氣入侵流動特征以及燃氣入侵抑制方法開展了基礎研究。目前基本掌握了可預測發動機穩態工作過程的空氣系統流體網絡低維度理論預測方法，聚焦過渡過程的容腔效應、參數遲滯效應以及主流／二次流的耦合問題，相關方法正在向過渡過程的參數精準預估推進。
2020—2021工程熱物理學科發展報告 作者簡介
中國工程熱物理學會（Chinese?Society?of?Engineering?Thermophysics，縮寫為CSET）是由從事工程熱物理學科的科技工作者和有關單位自愿結成的全國性、學術性、非營利性社會組織，是中國科學技術協會的組成部分，成立于1978年，辦事機構設在北京，掛靠在中國科學院工程熱物理研究所，接受社團登記管理機關中華人民共和國民政部和業務主管單位中國科學技術協會的業務指導和監督管理。學會現有會員近3000人，包括高等院校，科研單位和產業部門能源高效低污染利用、航空航天推進、發電、動力、制冷等領域的科技工作者，涉及了信息、材料、空間、環境保護、先進制造技術、生命和農業等領域。
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