■ 研究领域
面向先进航行器、舰船、油气管道等能源动力重大需求,提出复杂极端条件下压缩、燃烧和膨胀过程的创新性调控方法,突破宽域高效部件及装备设计技术,形成多场耦合的系统集成设计体系,实现先进燃气轮机的自主装备。
■ 研究方向
1.燃气轮机总体设计技术:包括紧凑高功率密度高效轻型燃气轮机总体性能、总体结构和多相流辅助系统设计技术研究,整机性能设计、数字模型开发,燃气轮机设计、研发、制造与集成工艺研发。
2.高负荷高效率多级压气机设计技术:包括压气机设计方法研究、压气机内部复杂流动研究、流动失稳及流动控制方法研究及相关压气机实验及测试技术研究。
3.灵活燃料高温升/低污染燃烧室设计技术:包括用于地面燃气轮机的低碳/零碳燃料低污染燃烧室设计方法、用于动力系统的高性能轻量化燃烧室设计方法、燃烧不稳定性机理及其调控方法及相关燃烧室实验与测试技术研究。
4.宽域高效涡轮气动及叶片冷却设计技术:包括宽域高效涡轮气动设计技术、长寿命涡轮叶片冷却设计技术、叶片内冷结构及气膜孔流动换热机理及相关涡轮实验与测试技术研究。
5.发动机结构强度与可靠性研究:包括燃气涡轮动力结构强度和可靠性技术研究、典型构件结构疲劳理论研究、系统试验验证及适用性评定。
6.燃气轮机控制技术与系统集成:包括灵活清洁燃料高效低排放控制系统软硬件研发、燃气轮机智能控制及健康管理技术研究、燃气轮机高效复杂循环及混合动力系统技术研究。
7.高稳健性空气系统及综合热管理系统设计技术:包括空气系统关键元件流阻换热机理、旋转盘腔过渡态流动换热演化特性、旋转流动高时空分辨率测量技术、燃气轮机温度场高效精准预测技术、整机热沉高效匹配综合热管理技术。
■ 人员组成
现有职工38人,其中正高级岗位人员5人,副高级岗位人员12人;在站博士后3人,在读研究生36人。
■ 2024年项目情况
2024年度在研项目24项,新争取各类项目7项,包括基础科学中心项目1项、院重点部署项目1项、院先导项目级1项、课题级1项,北京市杰出青年项目1项,企业委托项目2项,结题并通过验收项目3项。
■ 2024主要成果与工作进展
基础研究方面,建立了转-静耦合非定常力关联性,阐明了周向畸变条件下叶表非定常力时空关联机制;开展天然气掺氢燃料火焰描述函数测量及理论建模研究,揭示了旋流预混火焰、钝体火焰、多孔板火焰等不同火焰的自激振荡机理及外激响应特性;开展了复杂横流效应下气膜孔流动损失研究,揭示了不同横流方向新型气膜孔孔内特征涡的形成机制及演化过程。发展了考虑局部动能残差涡粘性系数修正的熵粘大涡模拟方法,确定了旋转湍流边界层“模态增长-二次失稳”的唯一转捩路径,提出了旋转边界层失稳-转捩统一判定准则。两项LJ专项基础研究项目完成验收,一项完成了项目全部研究内容,具备验收条件;获批“先进航行器界面输运理论与调控方法”基础科学中心项目。
燃气轮机自主设计和应用推广方面,面向国家紧凑全电推进需求的3MW燃气轮机在2024年初开展自主研发,2024年底已完成工程设计评审、初步部件试验,全面转入工程投产阶段。面向国家工业驱动和分布式发电需求的30MW燃机在国家管网集团西部管道公司孔雀河压气站完成8000小时工业示范,已纳入国家管网集团公司科技成果推广应用目录;在河南省安阳市河南利源集团焦化园区焦炉煤气发电站已累计运行1000小时,并实现2台份分布式发电燃机型号产品销售。
本年度共发表学术论文28篇,其中16篇被SCI收录,8篇被EI收录。申请专利19件,授权发明专利18件,其中包含5项二级专利;杜强研究员荣获第十八届中国青年科技奖和北京市杰出青年中关村奖。
主 任:杜 强