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【動力 | 喜報】我院徐國強教授課題組“航空發動機綜合熱管理創新團隊”榮獲2022年北航研究生優秀科技創新團隊獎學金

發布日期:2022-12-25    作者:     來源:     點擊:

為提高研究生培養質量,培養一流創新人才,鼓勵研究生在國際學術前沿和服務國家戰略需求中勤奮學習、刻苦鑽研、團結協作、勇于創新,學校設立了研究生優秀科技創新團隊獎學金。

我院航空發動機綜合熱管理創新團隊經學院推薦、學校專家組答辯評審,從全校13個研究生創新團隊中脫穎而出,榮獲2022年beat365英国官网网站研究生優秀科技創新團隊獎學金(全校5個團隊)。

團隊介紹

航空發動機是國之重器、國家戰略,未來先進航空發動機的長航時、寬速域及長壽命等性能需求日益增長,使得發動機面臨着前所未有熱防護、熱控制及能量高效利用等難題。航空發動機綜合熱管理可以實現發動機系統熱分配頂層設計,從系統的角度出發對各子系統或部件之間進行熱能的頂層規劃與分配,實現熱能的高效轉化、輸運及傳遞,已被歐美等航空強國列為決定下一代高性能航空發動機研發成敗的關鍵技術。

團隊成員研究方向

航空發動機綜合熱管理創新團隊由徐國強老師的5位博士研究生組成,他們是:莊來鶴、劉啟航、劉銀龍、陳亞楠、劉劍宇。團隊利用分布式能源與熱管理團隊平台資源,從頂層管理方案-關鍵管理技術-共性基礎三個維度,開展熱管理頂層方案、高效緊湊能量調配核心部件、熱管理先進熱防護機理和共性測量技術研究,在團隊成員協同攻關的基礎上,攻克了複雜能流網絡多級耦合仿真技術、高效緊湊換熱器工程樣機設計及加工技術、非接觸式高精度磷光測溫等多項關鍵技術,攻克了系統和部件級熱管理設計難題,解決了多項科學問題。

團隊成果

1. 整機熱利用層面“頂層創新”

針對航空發動機綜合熱管理總體研究方法空缺的現狀,在國内率先開展了面向飛行全包線的“整機→系統→部件”多級耦合設計方法研究,建立了綜合考慮飛行性能、熱安全性及熱力學完備性的航空發動機綜合熱管理評價體系,攻克了機載熱沉深度挖掘關鍵技術,最終形成了新的CCA技術方案,可使飛機飛得更高、更快、更遠。

2. 面向不同飛行狀态開展能流合理調配研究

針對航空發動機綜合熱管理能量調配主要功能載體—換熱器,從結構設計、到加工、試驗驗證開展了全流程深入研究,攻克了大溫差強變物性換熱條件下燃油-空氣換熱器分段設計等多項核心關鍵技術;設計搭建了國内頂尖的大流量超高溫純淨空氣換熱器試驗台。

3. 破解渦輪葉片内部複雜冷卻結構中旋轉導緻哥氏力和離心浮升力耦合影響的難題

針對航空發動機綜合熱管理關鍵熱防護部件—渦輪葉片内部複雜冷卻結構中旋轉導緻哥氏力和離心浮升力耦合影響的難題,提出了旋轉條件下定旋轉數、多溫比内向插值方法,揭示了哥氏力和離心浮升力對旋轉内冷通道中流動和換熱的作用機理,給出了解耦經驗關聯式;創造性的提出了旋轉雙路進氣尾緣冷卻結構,通道整體換熱水平高于傳統的單路尾緣冷卻結構10%,有效支撐了下一代渦輪葉片精細化設計。

4. 基于磷光受激激發的固體表面溫度場非接觸測量

針對熱管理研究過程中核心熱端部件表面溫度參數“難測”、“不準”等難題,創新開展了基于磷光受激激發的固體表面溫度場非接觸測量研究,研發了國内首台非接觸式高精度磷光測溫光譜分析平台,提高了測試上限,打破了國外壟斷,與NASA最新測試水平相當,滿足我國五代軍機自主研發需求。

團隊相關研究成果共發表學術論文29篇(其中:SCI論文14篇,Q1區11篇,最高IF:11.533),獲批國家發明專利4項,受理公開5項。團隊成員先後獲得博士國家獎學金2項、北航博士研究生卓越學術基金1項和北航優秀研究生4名、三好學生1名、優秀學術論文3篇等榮譽。

獲獎團隊成員莊來鶴說:徐國強教授和熱管理團隊其他老師們嚴謹務實、精耕細謀的精神感染了我們,我們将牢記“牢記使命、作風紮實、勇于擔當、持續創新”的團隊精神,立足國際航空航天學術前沿,服務國家重大戰略需求,做出更大、更多的貢獻!

據悉,這是我院學生團隊第二年獲得該獎項,2021年我院“航空發動機非定常流動創新團隊”獲得該獎項。

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