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研究计划

计划介绍

(一)总体科学目标

本重大研究计划瞄准国际燃烧研究前沿,面向国家重大战略需求,以发动机燃烧的共性科学问题为核心,以燃烧反应动力学和湍流燃烧学为基础,在理论和方法的源头创新上取得突破;揭示燃烧反应和湍流燃烧本质规律,发展湍流燃烧新模型和在线测量新手段,为我国发动机可控燃烧技术的发展提供理论支撑。通过相对稳定和较高强度的支持,吸引和培育一支具有国际先进水平的研究队伍;开展学科交叉的湍流燃烧基础研究,促进我国发动机基础燃烧研究水平的整体提升,并在以下三个方面取得突破性成果:

1. 在燃烧反应微观机制和动力学计算方法、大分子碳氢燃料宽范围燃烧反应机理、燃烧和湍流相互作用机理、极端条件燃烧稳定机理、燃烧湍流数值模拟新算法等方面取得创新性研究成果;

2. 构建燃烧反应机理和热、动力学参数的数据共享平台,燃烧数值模拟平台,高分辨率、多场多组分燃烧流场同步测量平台,提升我国燃烧基础研究的国际地位,推动发动机可控燃烧技术发展;

3. 培养出一批具有创新意识、思维活跃的国际燃烧学中青年领军人才,形成我国燃烧基础研究的高水平交叉研究团队,推动我国燃烧学、物理化学、流体力学等相关学科的发展。

(二)阶段目标

为实现上述总体目标,将分阶段实现如下目标:

1、发展高精度测量及模拟方法,揭示多尺度湍流燃烧的物理和化学机制

深入认识多尺度湍流燃烧速率的物理和化学机制是发展湍流燃烧耦合理论的基础,以科学问题为牵引发展高精度测量及模拟方法是湍流燃烧理论突破的重要手段。

2、聚焦湍流小尺度各向异性及湍流燃烧速率耦合,发展湍流燃烧耦合理论

湍流小尺度各向异性及湍流燃烧速率耦合是湍流燃烧耦合理论研究的难点与核心,其理论突破将使面向发动机的湍流燃烧实现燃烧学、流体力学及燃烧反应动力学实质性的交叉,为发动机可控燃烧基础及燃烧室设计提供先进的理论基础。

3、面向发动机实际燃烧问题,开展湍流燃烧耦合理论的多层次验证

理论集成验证:针对科学问题一“宽范围燃烧反应动力学”及科学问题二“受限空间内复杂湍流和燃烧的相互作用”设计集成验证方案,实现湍流燃烧耦合理论的实验及模型验证。

应用集成验证:以发动机燃烧涉及的燃烧不稳定和模态转换等问题验证(1)热力学和动力学数据库,(2)基于湍流燃烧耦合理论的数值模拟平台,(3)高分辨率、多场多组分燃烧流场同步测量平台。目标是为真实条件发动机燃烧组织及控制提供方法和工具。

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