本学科点是由原“内燃机工程”和“热力叶轮机械”两个博士点合并组建而成,是我校“211工程”重点建设的学科之一。两专业均为全国最早成立,1956年由苏联专家讲学起开始培养研究生,是全国首批硕士点、第二批博士点及“动力工程及工程热物理学科”博士后成员单位,原全国热能动力工程教学委员会主任委员单位,至今培养了本科生4500余人、硕士299人、博士71人,已成为我国培养本学科高级专门人才的重要基地。
本学科主要研究方向的特色及发展前景:
1.内燃机清洁代用燃料的研究
我国第一辆超低排入二甲醚汽车就诞生在本学科。与原机相比,二甲醚发动机的功率增加10-15%,热效率提高2-3%,噪声降低
5-10%分贝,在全部负荷范围内可实现无烟燃烧;NOX、HC和CO的排放分别为原机的30%、40%和50%,达到欧III标准。由于该成果对改善我国的能源案例及结构调整和环境污染意义重大,已受到国家科技部、基金委、计委高度重视,计划在973和重点基金中立项,并引起国际同行极大关注。研究处于国际前沿,发展前景很好。
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2.内燃机燃烧、传热和排放机理的研究
该方向属基础研究。近年结合多项国家基金,开展了火核形成、火焰传播、湍流火焰结构、燃烧模型以及碳氢排放的生成规律和缸内对流换热、碳粒辐射、火焰壁面边界层的形成与传热等研究,并在电控、天然气发动机和排气后处理等方面进行了研究,探明了影响排放的关键因素并提出了控制措施,为解决汽车排放提供了理论基础和技术支持,研究成果丰硕,近五年取得省部级二等奖3项、三等奖1项。
3.叶轮机械气动热力学与两相流的研究
该方向结合基础理论与应用研究,在叶轮机械内流(包括湿蒸汽和气固两相流)CFD、通流部分设计优化、测试技术以及新型特种叶轮机械研究等方面成果显著,近五年获省部级奖4项。湿蒸汽两相流研究是该方向一大特色,在国际上有相当影响,1998年承担4项国际合作项目,近年正向燃气轮机技术拓展,已在高温气固两相流、叶片冷却和微型燃机关键技术方面开展了国内领先的工作,有良好发展前景。
4.叶轮机械强度、振动及监测的研究
该方向工程应用背景明确,理论性和实践性很强,在全国具有重要地位和学术影响。孟庆集教授1979年在由法国引进汽轮机叶片断裂事故谈判中担任中方技术主谈,索赔成功,为国家赢得荣誉。这一方向结合工程实际不断深入完善,至今已完成40多个研究项目,经济效益巨大,获国家科技进步二等奖1项、省部级奖6项,新近自主研发的三维有限元叶片强度振动分析软件已向韩国转让。
本学科的发展优势在于:
1)有全国著名的学科带头人,并在国际上有相当影响。如蒋德明教授现任国际内燃机会议常设委员会委员,中国内燃机学会副理事长兼学术编辑委员会主任,中日、中韩双边内燃机国际会议中方主席等。有一支水平较高、结构合理的学术队伍。有国家杰出青年基金获得者1人;博导11人、教授12人、副教授14人;其中45岁以下博导3人、副教授10人,归国留学人员8人;博士18人,占教师总数50%以上;10余人在全国性学会兼职。
2)有很好的研究积累和基础条件,有优良的学科环境,基本实验设备齐全,测试手段比较先进。近5年承担了国家自然科学基金18项、国家及部委项目14项、国际合作研究8项、其它50项、总经费1004万元;培养出博士生33人,硕士生77人;发表论文368篇,其中SCI收录13篇、EI收录82篇;编著教材和专著4部,已出版3部。科研成果获省部级二等奖4项。
与世界一流学科的主要差距:
1)部分现代测试设备急需升级换代。
2)国际合作交流需进一步加强。
今后5年建设的主要目标:学科点达到国内领先并在更多研究方向上达到国际先进水平。其总体思路和预期成效;
1)为解决我国能源结构、能源安全及环境污染等重大问题,以“清洁代用燃料应用”为中心开展研究,初步建成国家级“超低排放汽车工程研究中心”,并在代用燃料的喷雾、燃烧、排放和燃烧模型等方面作出有国际影响的研究成果,保持国际领先地位。
2)积极开展超临界汽机、核电汽机和联合循环汽机前沿研究,确保汽机领域优势发展国内研究基础相对薄弱的燃气轮机技术,以分布式发电用微型燃机研究为切入点,首先在100kW级燃机关键技术上突破,进一步拓展到大型燃机及国防军事领域。
3)培养一批在国内餐有影响的高层次专门人才和4-5位年轻学术带头人,发表论文400篇,SCI和EI收录超过1/3,获国家级奖1-2项。省部级奖10项。