2009-2010工程熱物理學(xué)科發(fā)展報(bào)告

前言

　　當(dāng)今世界科技正處在一次新的革命性變革的前夜。人類(lèi)迫切需要?jiǎng)?chuàng)新發(fā)展模式和發(fā)展途徑，創(chuàng)新生產(chǎn)方式和生活方式，開(kāi)發(fā)新的資源。這樣的需求和矛盾，強(qiáng)烈呼喚著新的科學(xué)技術(shù)革命。而全球金融危機(jī)所帶來(lái)的世界經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)格局的大變化，很可能會(huì)加快新科技革命的到來(lái)。學(xué)科創(chuàng)立、成長(zhǎng)和發(fā)展，是科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)，是科學(xué)知識(shí)體系化的象征，是創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)的重要方面。深入開(kāi)展學(xué)科研究，總結(jié)學(xué)科發(fā)展規(guī)律，明晰學(xué)科發(fā)展方向，對(duì)促進(jìn)學(xué)科的交叉融合并衍生新興學(xué)科，繼而提升原始創(chuàng)新能力、加速科技革命具有重要意義?！　≈袊?guó)科協(xié)自2006年開(kāi)始啟動(dòng)學(xué)科發(fā)展研究及發(fā)布活動(dòng)，連續(xù)完成了每個(gè)年度的學(xué)科發(fā)展研究系列報(bào)告編輯出版及發(fā)布工作。2009年，中國(guó)科協(xié)組織中國(guó)氣象學(xué)會(huì)等27個(gè)全國(guó)學(xué)會(huì)分別對(duì)大氣科學(xué)、古生物學(xué)、微生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、巖石力學(xué)與巖石工程、系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程、青藏高原研究、晶體學(xué)、動(dòng)力與電氣工程、工程熱物理、標(biāo)準(zhǔn)化科學(xué)技術(shù)、測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)、煙草科學(xué)與技術(shù)、仿真科學(xué)與技術(shù)、顆粒學(xué)、慣性技術(shù)、風(fēng)景園林、畜牧獸醫(yī)科學(xué)、作物學(xué)、茶學(xué)、體育科學(xué)、公共衛(wèi)生與預(yù)防醫(yī)學(xué)、科學(xué)技術(shù)史、土地科學(xué)、智能科學(xué)與技術(shù)、密碼學(xué)等26個(gè)學(xué)科的發(fā)展研究，最終完成學(xué)科發(fā)展研究系列報(bào)告和《學(xué)科發(fā)展報(bào)告綜合卷（2009-2010）》?！　W(xué)科發(fā)展研究系列報(bào)告（2009-2010）共27卷，約800萬(wàn)字，回顧總結(jié)了所涉及學(xué)科近年來(lái)所取得的科研成果和技術(shù)突破，反映了相關(guān)學(xué)科的產(chǎn)業(yè)發(fā)展、學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)等，集中了相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的智慧，內(nèi)容深入淺出，有較高的學(xué)術(shù)水準(zhǔn)和前瞻性，有助于科技工作者、有關(guān)決策部門(mén)和社會(huì)公眾了解、把握相關(guān)學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)。

內(nèi)容概要

中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)從2006年起建立了學(xué)科發(fā)展研究及發(fā)布制度，對(duì)推進(jìn)學(xué)科交叉、融合與滲透，促進(jìn)多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展。充分發(fā)揮中國(guó)科協(xié)及所屬全國(guó)學(xué)會(huì)的學(xué)術(shù)權(quán)威性起到了積極的作用。中國(guó)工程熱物理學(xué)會(huì)有幸選入2009年度學(xué)科發(fā)展研究項(xiàng)目，在中國(guó)科協(xié)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)部的指導(dǎo)下，撰寫(xiě)《2009—2010工程熱物理學(xué)科發(fā)展報(bào)告》。中國(guó)工程熱物理學(xué)會(huì)仍然由中國(guó)科學(xué)院院士周遠(yuǎn)任首席科學(xué)家，專(zhuān)家組成員包括學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)科帶頭人和優(yōu)秀青年科技工作者。工程熱物理學(xué)是研究能量以熱和功的形式轉(zhuǎn)換過(guò)程的基本規(guī)律及其應(yīng)用的一門(mén)技術(shù)科學(xué)，屬于應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科的范疇。它是能源高效低污染利用、航空航天推進(jìn)、發(fā)電、動(dòng)力、制冷等領(lǐng)域的重要理論基礎(chǔ)。本報(bào)告重點(diǎn)回顧、總續(xù)和科學(xué)評(píng)價(jià)了近兩年工程熱物理學(xué)科的新發(fā)展、新成果、新見(jiàn)解、新觀點(diǎn)、新方法、新技術(shù)等；研究分析工程熱物理學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀、動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)，以及國(guó)際比較、戰(zhàn)略需求，提出研究方向，展望工程熱物理學(xué)科發(fā)展目標(biāo)和前景；針對(duì)國(guó)家節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重大需求．提出工程熱物理學(xué)科發(fā)展的對(duì)策意見(jiàn)和建議。

書(shū)籍目錄

序前言綜合報(bào)告  工程熱物理學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望  一、引言  二、工程熱物理學(xué)科近年的最新研究進(jìn)展  三、工程熱物理發(fā)展趨勢(shì)及展望  參考文獻(xiàn)專(zhuān)題報(bào)告  工程熱力學(xué)科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究  熱機(jī)氣動(dòng)熱力學(xué)與流體機(jī)械發(fā)展研究  燃燒學(xué)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究  傳熱傳質(zhì)學(xué)科發(fā)展研究  多相流科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究

章節(jié)摘錄

　　5.壓縮系統(tǒng)氣動(dòng)穩(wěn)定性機(jī)理研究　　著重研究壓氣機(jī)氣動(dòng)穩(wěn)定性機(jī)理及其效應(yīng)，其中包括：非定常失速的機(jī)理、失速前預(yù)兆信號(hào)捕捉、失速團(tuán)產(chǎn)生及沿周向和徑向和軸向的傳播過(guò)程、失速前后內(nèi)流擾動(dòng)流態(tài)效應(yīng)及其控制、根部角區(qū)失速、預(yù)失速穩(wěn)定極限的預(yù)測(cè)技術(shù)、過(guò)失速性能的數(shù)值仿真和預(yù)測(cè)以及失速恢復(fù)性的改進(jìn)途徑、喘振邊界預(yù)估與喘振過(guò)程的動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬、氣動(dòng)噪聲源及其傳播特性。進(jìn)行全臺(tái)壓氣機(jī)非定常失速與喘振的預(yù)報(bào)，為較真實(shí)地再現(xiàn)失速與喘振的動(dòng)態(tài)過(guò)程提供有效的預(yù)測(cè)手段，同時(shí)為最終建立壓氣機(jī)失速主動(dòng)控制技術(shù)提供理論基礎(chǔ)?！　?duì)失穩(wěn)過(guò)程可信的數(shù)值模擬是研究旋轉(zhuǎn)失速和喘振這類(lèi)非穩(wěn)定流動(dòng)的物理機(jī)制、以致預(yù)估穩(wěn)定工作裕度的關(guān)鍵，解析流動(dòng)失穩(wěn)過(guò)程的簡(jiǎn)化模型在非穩(wěn)定流動(dòng)控制及影響因素篩選方面起著重要的作用。為提高計(jì)算效率，還有必要研究黏性尺度和葉片通道內(nèi)流動(dòng)失穩(wěn)的關(guān)系，探討構(gòu)造在時(shí)間和空間兩個(gè)尺度的簡(jiǎn)化計(jì)算模型的可能性及合理性?！　?.水力機(jī)械及其系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能的基礎(chǔ)理論研究　　由于大多數(shù)類(lèi)型的泵是比較成熟的機(jī)械，從設(shè)計(jì)角度出發(fā)提高泵效率非常困難，而泵運(yùn)行如果偏離設(shè)計(jì)的高效點(diǎn)，實(shí)際運(yùn)行的效率遠(yuǎn)不只降低1％。同樣，對(duì)可逆式水泵水輪機(jī)也存在同樣的問(wèn)題，水泵水輪機(jī)工況復(fù)雜多變，因此存在啟動(dòng)、停機(jī)、機(jī)組飛逸、甩負(fù)荷等工作過(guò)程，以及由于電網(wǎng)負(fù)荷及上下游水庫(kù)水位的波動(dòng)，經(jīng)常偏離設(shè)計(jì)的高效點(diǎn)運(yùn)行，造成較大的能量損耗，而且容易引起過(guò)大的壓力脈動(dòng)、機(jī)組振動(dòng)、噪聲、機(jī)械失效等問(wèn)題。因此，從水力機(jī)械的優(yōu)化運(yùn)行著手，必將有廣闊的節(jié)能空間。水力機(jī)械的優(yōu)化運(yùn)行是當(dāng)前系統(tǒng)管理運(yùn)行現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢(shì)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)水力機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行管理和自動(dòng)控制，從而提高設(shè)備工作效率和可靠性。水力機(jī)械系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行關(guān)鍵基礎(chǔ)問(wèn)題包括：水力機(jī)械運(yùn)行能耗測(cè)試機(jī)理、能耗計(jì)算與評(píng)價(jià)模型；水力機(jī)械裝置特性與節(jié)能運(yùn)行機(jī)理；調(diào)速設(shè)備與并聯(lián)組合參數(shù)的優(yōu)化模型；水力機(jī)械優(yōu)化調(diào)度模型及性能；水力機(jī)械模型參數(shù)與原機(jī)參數(shù)及運(yùn)行丁況的關(guān)系及其控制策略和系統(tǒng)分析；節(jié)能運(yùn)行與系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性的關(guān)系等。　　7.對(duì)轉(zhuǎn)渦輪關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題研究　　進(jìn)口熱斑效應(yīng)、時(shí)序效應(yīng)在對(duì)轉(zhuǎn)渦輪非定常溫度場(chǎng)中作用的機(jī)理研究；渦輪內(nèi)部流場(chǎng)流動(dòng)的非定常理論模型和數(shù)值模擬方法；計(jì)及冷卻噴流的對(duì)轉(zhuǎn)渦輪非定常流場(chǎng)／溫度場(chǎng)耦合理論模型、數(shù)值方法及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；對(duì)轉(zhuǎn)渦輪間隙中波系結(jié)構(gòu)，間隙中帶激波流動(dòng)與主流的相互作用機(jī)理；綜合考慮多種損失模型、適用于先進(jìn)航空動(dòng)力的對(duì)轉(zhuǎn)渦輪設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法；流動(dòng)控制技術(shù)降低對(duì)轉(zhuǎn)渦輪動(dòng)葉中激波強(qiáng)度和增加流動(dòng)穩(wěn)定性的機(jī)理；適合于對(duì)轉(zhuǎn)渦輪關(guān)鍵技術(shù)研究的短周期實(shí)驗(yàn)臺(tái)及測(cè)試技術(shù)。

圖書(shū)封面

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