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【动力 | 喜报】我院徐国强教授课题组“航空发动机综合热管理创新团队”荣获2022年北航研究生优秀科技创新团队奖学金

发布日期:2022-12-25    作者:     来源:     点击:

为提高研究生培养质量,培养一流创新人才,鼓励研究生在国际学术前沿和服务国家战略需求中勤奋学习、刻苦钻研、团结协作、勇于创新,学校设立了研究生优秀科技创新团队奖学金。

我院航空发动机综合热管理创新团队经学院推荐、学校专家组答辩评审,从全校13个研究生创新团队中脱颖而出,荣获2022年北京航空航天大学研究生优秀科技创新团队奖学金(全校5个团队)。

团队介绍

航空发动机是国之重器、国家战略,未来先进航空发动机的长航时、宽速域及长寿命等性能需求日益增长,使得发动机面临着前所未有热防护、热控制及能量高效利用等难题。航空发动机综合热管理可以实现发动机系统热分配顶层设计,从系统的角度出发对各子系统或部件之间进行热能的顶层规划与分配,实现热能的高效转化、输运及传递,已被欧美等航空强国列为决定下一代高性能航空发动机研发成败的关键技术。

团队成员研究方向

航空发动机综合热管理创新团队由徐国强老师的5位博士研究生组成,他们是:庄来鹤、刘启航、刘银龙、陈亚楠、刘剑宇。团队利用分布式能源与热管理团队平台资源,从顶层管理方案-关键管理技术-共性基础三个维度,开展热管理顶层方案、高效紧凑能量调配核心部件、热管理先进热防护机理和共性测量技术研究,在团队成员协同攻关的基础上,攻克了复杂能流网络多级耦合仿真技术、高效紧凑换热器工程样机设计及加工技术、非接触式高精度磷光测温等多项关键技术,攻克了系统和部件级热管理设计难题,解决了多项科学问题。

团队成果

1. 整机热利用层面“顶层创新”

针对航空发动机综合热管理总体研究方法空缺的现状,在国内率先开展了面向飞行全包线的“整机→系统→部件”多级耦合设计方法研究,建立了综合考虑飞行性能、热安全性及热力学完备性的航空发动机综合热管理评价体系,攻克了机载热沉深度挖掘关键技术,最终形成了新的CCA技术方案,可使飞机飞得更高、更快、更远。

2. 面向不同飞行状态开展能流合理调配研究

针对航空发动机综合热管理能量调配主要功能载体—换热器,从结构设计、到加工、试验验证开展了全流程深入研究,攻克了大温差强变物性换热条件下燃油-空气换热器分段设计等多项核心关键技术;设计搭建了国内顶尖的大流量超高温纯净空气换热器试验台。

3. 破解涡轮叶片内部复杂冷却结构中旋转导致哥氏力和离心浮升力耦合影响的难题

针对航空发动机综合热管理关键热防护部件—涡轮叶片内部复杂冷却结构中旋转导致哥氏力和离心浮升力耦合影响的难题,提出了旋转条件下定旋转数、多温比内向插值方法,揭示了哥氏力和离心浮升力对旋转内冷通道中流动和换热的作用机理,给出了解耦经验关联式;创造性的提出了旋转双路进气尾缘冷却结构,通道整体换热水平高于传统的单路尾缘冷却结构10%,有效支撑了下一代涡轮叶片精细化设计。

4. 基于磷光受激激发的固体表面温度场非接触测量

针对热管理研究过程中核心热端部件表面温度参数“难测”、“不准”等难题,创新开展了基于磷光受激激发的固体表面温度场非接触测量研究,研发了国内首台非接触式高精度磷光测温光谱分析平台,提高了测试上限,打破了国外垄断,与NASA最新测试水平相当,满足我国五代军机自主研发需求。

团队相关研究成果共发表学术论文29篇(其中:SCI论文14篇,Q1区11篇,最高IF:11.533),获批国家发明专利4项,受理公开5项。团队成员先后获得博士国家奖学金2项、北航博士研究生卓越学术基金1项和北航优秀研究生4名、三好学生1名、优秀学术论文3篇等荣誉。

获奖团队成员庄来鹤说:徐国强教授和热管理团队其他老师们严谨务实、精耕细谋的精神感染了我们,我们将牢记“牢记使命、作风扎实、勇于担当、持续创新”的团队精神,立足国际航空航天学术前沿,服务国家重大战略需求,做出更大、更多的贡献!

据悉,这是我院学生团队第二年获得该奖项,2021年我院“航空发动机非定常流动创新团队”获得该奖项。

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