使用液态金属介质开展芯片散热的相关技术作为一种新兴的芯片散热解决方案，在应对三维集成电路的热管理问题时表现出较好的实用性与广阔的泛用性，因而在近年来受到了广泛关注。液态金属作为一种优良的热传导材料，在替代传统换热流体方面具有很大的潜力。相较于传统的散热方法，这些使用液态金属作为介质的散热技术具有更高的散热效率和更好的散热性能。本文分析了使用液态金属介质开展芯片散热的研究成果，并归纳为五大类:散热介质、通道选择、可用的驱动泵分析、系统性能评估方法与液态金属微流控芯片散热协同设计。本综述旨在为液态金属芯片冷却技术的发展提供理论参考与技术指导。

吸收式循环是回收利用低温热的一种很有前途的方法，对实现“碳达峰”和“碳中和”的目标起着至关重要的作用。作为分布式能源系统的重要组成部分，吸收式循环可以回收各种形式的低品位热量，以满足冷却、加热和用电需求。因此，它具有广泛的应用场景和巨大的节能潜力。然而，目前吸收式循环仅在有限的场景中实现了大规模应用。因此，它的技术成熟度和社会接受度需要进一步提高，其应用范围也需要扩大。本文从不同低品位热量的利用出发，综述了吸收式制冷循环、吸收式热泵循环和吸收式动力循环等各种吸收式循环应用研究的重大进展。根据目前的研究结果，吸收式循环在节能和减少二氧化碳排放方面发挥着关键作用。它们已被应用于废热回收、供热、干燥、储能、海水淡化、制冷、除湿和发电，带来了巨大的经济效益。随后本文总结了吸收式循环在当前应用中面临的主要挑战，并在此基础上讨论和展望了吸收式循环未来的发展方向。本文为吸收式循环的应用研究提供了参考，旨在最大限度地发挥其在实现全球碳中和方面的潜力。

石蜡(PA)是一种常见的相变材料，因其潜热和温度均匀性高、系统结构简单、不增加电池能耗而广泛应用于电池热管理系统(BTMS)。在这项工作中，无硫膨胀石墨(EG)在氧化插层制备过程中不使用H₂SO₄，避免了S元素对器件的危害。无硫EG具有324 mL g^-1的高膨胀体积，可以很好地吸附PA以防止泄漏。当EG的填充率为5.0 wt.%时，EG/PA-5.0复合薄膜显示出较高的相变潜热(253.08 J g^-1)和导热系数(2.56 W m^-1 K^-1)。将EG/PA薄膜附着在磷酸铁锂电池的外表面上，用于散热性能测试。当室温下放电速率为1C时，EG/PA-5.0薄膜电池的表面温度和测温点之间的最大温差分别为32.1°C和1.2°C 。在1C下充放电100次后，EG/PA的热性能基本保持不变，具有良好的循环稳定性。模拟结果与电池在不同放电速率下的实际温度变化非常吻合。这项工作表明，无硫EG/PA复合材料在动力电池的BTMS中具有良好的应用前景。

Recent research and development on ramjet and supersonic combustion ramjet (scramjet) engines is concerned with producing greater thrust, higher speed, or lower emission. This is most likely driven by the fact that supersonic/hypersonic propulsion systems have a broad range of applications in military sectors. The performances of such supersonic/hypersonic propulsion systems depend on a series of physical and thermodynamic parameters, such as the fuel types, flight conditions, geometries and sizes of the engines, engine inlet pressure/velocity. As a propulsion system, a stable and efficient combustion is desirable. However, self-excited large-amplitude combustion oscillations (also known as combustion instabilities) have been observed in liquid- and solid-propellant ramjet and scramjet engines, which may be due to acoustic resonance between inlet and nozzle, vortex kinematics (large coherent structures), and acoustic-convective wave coupling mechanisms due to combustion. Such intensified pressure oscillations are undesirable, since they can lead to violent structural vibration, and overheating. How to enhance and predict the engines’ stability behaviors is another challenge for engine manufacturers. The present work surveys the research and development in ramjet combustion and combustion instabilities in ramjet engines. Typical active and passive controls of ramjet combustion instabilities are then reviewed. To support this review, a case study of combustion instability in solid-fueled ramjet is provided. The popular mode decomposition algorithms such as DMD (dynamic mode decomposition) and POD (proper orthogonal decomposition) are discussed and applied to shed lights on the ramjet combustion instability in the present case study.

随着新能源装机总量和份额的不断上升，对电力系统灵活调节能力的需求越来越突出。目前传统的熔盐储能系统调峰容量不足。本文构建了一种基于多热源的太阳能熔盐储能系统。利用太阳能场产生的热量和蒸汽进行调峰处理，进一步提高调峰能力和灵活性。安装多级抽汽和引入外部热源显著提高了系统性能。建立了基于EBSILON软件的仿真模型，讨论了关键参数对性能的影响。从能源和经济两方面进一步评价了该系统的可行性。结果表明，所提出的SF-TES-CFPP系统具有调峰能力增强和运行灵活的特点。与传统的TES-CFPP相比，将太阳能引入调峰过程使SF-TES-CFPP系统的调峰能力提高了20.60 MW，同时降低了10.26 g/(kWh)^-1的煤耗率。通过合理的分配热量，系统全过程的往返效率可达85.43%。选择合适的主汽抽汽质量和分流比，可以降低各主要组分的火用损失，提高系统的火用效率。经济分析表明，动态投资回收期为9.90年，整个生命周期的净现值(NPV)达到1.6902亿美元。

在本研究中，我们对壁面稳定的稳态层流停滞流火焰进行了数值研究，并考虑了热传输的影响。研究重点是当燃料/空气当量比为0.6时，贫氢/空气预混火焰的行为。我们探讨了NO排放及其在不同条件下（如流速和燃烧压力）形成的速率。研究发现，NO的主要生成路径涉及NNH自由基，但在靠近壁面的区域该路径会发生变化。除了分析壁面对火焰结构的影响外，本研究还关注燃烧过程对材料的影响。特别是，我们探讨了壁面附近氢原子的积累，这对于后续氢脆的建模具有重要意义。此外，研究发现，当燃烧压力升高，从而导致燃烧温度升高时，材料表面氧化层的生长速率会显著增加。这些研究结果为燃烧过程对材料的影响提供了有价值的见解，对于高温环境下工程部件的设计具有重要参考价值。

试验研究了涡轮叶片对三头部燃烧室贫油熄火油气比和熄火过程的影响。研究的参数包括有无涡轮导叶叶片以及涡轮叶片的堵塞比。结果表明：（1）涡轮叶片的存在以及堵塞比的增加会使贫油熄火油气比增加；（2）涡轮叶片与燃烧室耦合会改变三个头部熄火的顺序，在贫油熄火过程中出现局部小火焰团自身发展成为较强火焰的现象，但由于临近熄火时火焰均已独立，未出现部分头部熄火后复燃现象；（3）涡轮叶片会缩短熄火过程的持续时间。

深色金属氧化物的改性被认为是提高钙基材料光吸收的关键策略，用于直接太阳能驱动的热化学储能。虽然改性对钙基材料碳化过程中放热行为的影响已经得到了广泛的研究，但对对电石渣等低成本钙源在煅烧过程中蓄热行为的影响还缺乏研究。本文制备了铁改性和锰改性电石渣用于CaCO₃/CaO循环热化学储热。研究了它们在蓄热阶段的最佳分解温度、有效蓄热转化率、热流和蓄热速率。虽然铁改性由于Ca₂Fe₂O₅的形成加剧了CaO的烧结，但在CaCO₃/CaO循环中仍能有效降低CaO的再生温度。锰改性通过形成CaMnO₃以及其转化的Ca₂MnO₄显著提高了钙基材料抗烧结性能。经过30次循环后，锰改性电石渣的有效蓄热转化率是未处理电石渣的3.2倍。锰改性电石渣循环后的再生温度最低，蓄热率最高。锰改性电石渣稳定的疏松多孔结构使其具有优异的蓄热性能。因此，锰改性电石渣是钙循环热化学储热的潜在候选材料。

随着数据中心的快速发展，能源消耗显著增加，其中冷却系统约占总能耗的 40%。最大限度利用自然冷源为提升能效提供了一种简单而有效的途径。辐射制冷（RC）作为一种新兴解决方案，虽然能显著降低能耗，但其在数据中心的应用面临挑战——由于其冷却系统结构复杂、层级众多，辐射制冷技术在不同尺度上需要精细适配，这限制了其在数据中心的广泛推广。本研究针对数据中心冷却需求，设计了多种辐射冷却器结构以提升系统运行效率，并提出了一种集成该冷却器的辐射冷却系统，系统性地评估其节能性能。对实际应用于冷却器表面的辐射制冷薄膜进行了实验测试，获取其冷却性能参数，并将其应用于冷却器结构的仿真分析中。共设计并优化了五种辐射冷却器结构，并开展了全面的多层级性能评估，涵盖流量、温度等运行参数，以及地理位置、气候条件与区域适应性等外部因素的影响。在此基础上，提出了一种将辐射冷却器集成于数据中心的复合冷却系统。在中国不同气候区域的对比分析结果表明，该复合系统相比传统机械制冷系统在节能方面具有明显优势。具体而言，在北京、乌鲁木齐和广州，辐射冷却器全年平均进出口温差为 2.40–3.28°C，说明该技术在中国大部分地区具备全年应用的可行性。在北京，采用该系统后，北京全年PUE降至 1.19，能效比EER提升达 60.74%。本研究为辐射制冷技术在数据中心中的工程应用提供了实验支撑与理论依据，有望推动未来绿色、高能效数据中心冷却解决方案的发展与落地。

空气源热泵在环境温度较低的工况下制热性能不足，蓄热装置在热泵系统中有着广泛的应用。本研究提出一种具有新型结构的蓄热型空气源热泵供暖系统，并在MATLAB/Simulink中分别建立单级和蓄热型空气源热泵供暖系统各部件的数学及仿真模型，且为后者提出三种运行模式；基于包头地区供暖期间的室外环境温度，仿真模拟两种热泵系统的制热能力，并对系统的运行经济性进行分析。结果表明：在7天的采暖周期内，蓄热型热泵机组和单级热泵机组的总制热量分别为442.58 kW·h和355.68 kW·h，提高24%；热泵机组的平均制热性能系数(COP)分别为2.11和1.51，提高39.74%；热泵机组的能耗分别为202.74 kW·h、239.74 kW·h，降低15.44%；上述结果均验证新型结构蓄热装置在提高空气源热泵机组制热性能方面的有效性。然而，两种空气源热泵供暖系统的总功耗和运行经济性之间的差异较小。

Vegetable oils and animal fats-sourced biodiesel are considered a promising alternative to conventional diesel fuel. However, they possess convinced restrictions like inadequate cold flow properties, poor lubricity, and complex emissions of nitrogen oxides (NO_x). However, various nano-additives have emerged to overcome those limitations and enhance the performance of biodiesel in diesel engines. The impact of different additives on diesel engine characteristics that have been conducted recently with the combination of biodiesel is thoroughly analyzed in this review paper. Additionally, to provide a thorough summary of experimental research done in this area, the article addresses the several kinds of additives that are frequently employed and their effects on engine performance, combustion, emissions, wear, and durability. The evaluation of nano-additives’ impacts in diesel-biodiesel engines highlights significant improvements in emissions, combustion efficiency, and engine durability. For example, the multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) are found to increase Brake Thermal Efficiency (BTE) by up to 36.81%, while cerium oxide (CeO₂) can reduce Brake Specific Fuel Consumption (BSFC) by as much as 30%. Additionally, titanium dioxide (TiO₂) achieves a minimum NO_x reduction of 22.57%, and graphene nanoplatelets (GNPs) have produced a minimum 65% reduction in carbon monoxide (CO) emissions, albeit with higher hydrocarbons (HC) emissions. However, long-term engine durability studies are needed to assess the compatibility of nano-additives with engine components and their impact on engine longevity which could be the future research direction aiming to investigate new nanoparticle possibilities and reduce pollutants to maximize biodiesel performance.

电力系统的绿色转型中，煤电机组深度调峰过程经济成本的准确衡量是电力系统规划的重要保障。为评估低负荷运行场景中煤电机组供电煤耗的变化,建立了300 MW亚临界燃煤机组模型,运行数据校验模型偏差小于1%。结果表明，机组深度调峰至20%负荷时供电煤耗提升至满负荷值的1.48倍。过量空气系数降低0.3时,40%~20%负荷间的排烟温度约降低5°C,供电煤耗有所降低。将低负荷运行时蒸汽温度提高到设计值时,煤耗率可降低6%~13%,SCR入口温度增加10°C。深度调峰中提高汽轮机效率可显著降低低负荷煤耗成本,其中提升低负荷蒸汽温度是降低供电煤耗的有效手段。该研究为煤电机组调峰改造，设计和经济运行提供理论参考,并为能源系统转型提供重要支撑。

数字孪生技术是能源行业的一项前沿技术，能够预测设备的实时运行数据，实现性能监测和运行优化。然而，目前仍缺乏有效的方法来校准数字孪生预测结果并将其与有限的现场测量数据融合，特别是对于涉及复杂多相流和化学反应的设备，如燃煤锅炉。本研究以燃煤锅炉水冷壁温度监测为例，提出了一种数字孪生方法，该方法能够实时重构高空间分辨率的水冷壁温度分布，并利用现场测量的水冷壁温度数据进行校准。该数字孪生通过融合CFD（计算流体力学）计算结果和测量数据，基于缺失数据的本征正交分解（Gappy POD）降阶模型构建。首先，对数字孪生的重构精度进行了初步验证，并探讨了实现精准重构所需的最少测点数。随后，提出了一种改进的均匀数据采集方法。接着，比较了数字孪生方法与传统CFD计算在计算时间上的差异。最后，通过实际运行锅炉的现场测量温度进一步验证了该重构方法的可靠性。研究结果表明，所建立的数字孪生能够精确重构水冷壁温度，并实现实时计算。在原始数据采集方法下，39个测点已足以准确重构温度分布。所提出的均匀数据采集方法进一步将四个测试工况的平均相对误差降低至0.4%以下，而在误差较大的工况1和工况3中，采用约束技术后，误差分别降低至0.374%和0.345%。此外，与CFD计算相比，该数字孪生方法显著减少了计算时间。工程应用表明，重构温度与现场测量数据高度一致。所建立的水冷壁温度数字孪生有助于水冷壁过热检测和运行优化。

高温热泵技术的进步对实现全球碳中和目标至关重要，其中工质的传热与流动特性是冷凝器高效设计的关键。然而，有机工质高温冷凝研究匮乏，亟需建立精确的传热与流动特性关联式。本研究针对R245fa在9 mm内径光管内的饱和温度40~110°C区间的冷凝传热及压降特性开展实验研究，通过敏感性分析揭示了高/低温段冷凝特性的差异并阐明其影响机理。基于实验数据系统评估了现有关联式的预测精度，进而依据重要性因子分析结果对雷诺数及流型边界判据进行修正，最终构建了耦合R245fa高温冷凝特性的新关联式。结果表明：新关联式使传热系数预测偏差率由17.6%降至7.23%，摩擦压降梯度预测偏差率由15.1%降至7.51%。利用该模型对14种工质的877个实验数据进行验证，传热系数预测偏差率由18.85%降至10.65%，显著提升了关联式的精度与普适性。

Non-Fourier heat conduction models are extended in response to heat transfer phenomena that cannot be accurately described by Fourier’s Law of heat conduction. This paper provides a review of heat conduction in functionally graded materials (FGMs) employing non-Fourier models. FGMs are designed materials with a gradual transition in composition, microstructure, or thermal conductivity throughout their volume. The spatial variation in thermal conductivity can lead to deviations from Fourier’s Law, resulting in non-Fourier heat conduction behavior in certain situations, such as at very short time scales or in materials with high thermal conductivity gradients. Researchers utilized various models, such as, Cattaneo-Vernotte, parabolic two-step model, hyperbolic two-step, phonon kinetic, dual-phase lag, and three-phase lag models to describe non-Fourier heat conduction phenomena. The objective of this review is to enhance the understanding of non-Fourier heat transfer in FGMs. As a result, the analytical studies conducted in this particular area receive a greater emphasis and focus. Various factors affecting non-Fourier heat conduction in FGMs including gradient function, material gradient index, initial conditions, boundary conditions, and type of non-Fourier model are investigated in various geometries. The literature reviews reveal that a significant portion of research efforts is centered around the utilization of dual phase lag and hyperbolic models in the field of non-Fourier heat conduction within FGMs. 

使用离子液体代替容易结晶和腐蚀的传统盐溶液，可以提高除湿系统的性能。本研究将跨临界二氧化碳热泵与离子液体除湿循环相结合，从而在大温差下为离子液体提供冷却和加热。通过热力学分析，研究了关键设计参数的影响。研究结果表明，跨临界二氧化碳热泵能够处理离子液体再生过程中的显著温升。蒸发温度是系统冷热供需匹配的关键因素。溶液的自循环比率受到再生温度的限制。当初始空气湿度比为 8.0 g/kg 和供给空气湿度比为 1.0 g/kg 时，该系统的全热 COP 比参考系统高 31.9%。

Fourier heat conduction in functionally graded materials (FGMs) has attracted considerable scientific interest due to its simplicity in modeling. FGMs, characterized by a gradual variation in material composition and properties, exhibit unique thermal conductivity behaviors that differ from conventional homogeneous materials. Understanding and analyzing heat transfer in FGMs is crucial for optimizing their thermal performance in various applications. The analytical analysis of Fourier heat conduction in FGMs has facilitated a more profound understanding of the heat transfer phenomena that occur within these advanced materials. This paper provides a comprehensive overview of the research conducted on Fourier heat conduction in FGMs, highlighting the key methodologies, findings, and implications. The literature review showed that the thermal conductivity in FGMs varies spatially, affecting the temperature distribution and heat flux within the material. The gradual variation in material properties in FGMs necessitates the development of specialized analytical solutions to accurately describe the heat transfer behavior. Additionally, the choice of appropriate analytical functions has been found to significantly impact the accuracy and efficiency of the analytical solutions. Researchers have explored various functions, including power functions, exponential functions, and polynomial functions, to represent the temperature distribution within FGMs. It has been observed that the choice of these functions should be based on compatibility with the analytical solution of the heat conduction equation, ensuring accurate predictions of temperature profiles and heat transfer rates.

潜热蓄热技术在地热能储存和利用中起着至关重要的作用。将梯级相变材料(PCM)与矿山充填技术相结合，可以更有效地实现矿山地热能的储存。为此，本文设计了矿山内嵌双层套管的梯级潜热储热(CLHS)系统的物理模型。将石蜡RT28和RT35分别封装在环隙1和环隙2中，定义此回填方式为Case 1。将两种PCM的回填顺序交换后的方案定义为Case 2。利用FLUENT软件对充填体与PCM的传热过程进行了模拟分析，并与单级潜热蓄热过程进行了比较。用温度、液相分数(LF)、换热量和换热速率评价CLHS系统的热性能。以上述结果为出发点，研究了回填顺序对充填体蓄热释热过程的影响。结果表明，影响梯级系统潜热蓄积的主要因素是围岩传热。与单级蓄热系统相比，梯级蓄热系统的蓄热时间缩短了73 min，显著降低了20.9%。单级放热过程的整体液相分数(β)变化不大，而梯级放热过程的PCM能充分释放潜热。在PCM的布局顺序上，与Case 1相比，Case2的潜热储存时间增加了约40 min，放热速率(ε_s)显著低于Case 1。在初始放热阶段，Case 2的放热速率为95.6 W，比Case1低30.6%。相比之下，Case1的蓄热和放热效果优于Case 2。为提高充填体耦合梯级潜热蓄热系统(BCCLHS)的蓄释热速率提供了参考。

针对液环泵叶轮轴向间隙泄漏流的复杂时空特性，设计径向向心、周向反向及对冲放电布局型式的等离子体激励对泄漏流进行控制，探究等离子体激励对间隙泄漏流的调控效果及干扰机理。研究结果表明，在三种布局型式等离子体流动控制下，泵的真空度变化不明显，但其轴功率降低、效率得到了一定程度的提升，其中周向反向对泵水力性能的调控效果更为显著且其对压缩区的中、高强度泄漏流动调控更具优势，而径向向心对过渡区的低强度泄漏流调控更具效果。三种布局型式等离子体激励均能够有效削弱压缩区始端附近的中强度泄漏流，其对压缩区末端附近高强度泄漏流抑制效果微弱；由于过渡区域泄漏较弱，等离子体激励诱导气流与低强度泄漏流相互耦合，会进一步加剧间隙内流动的复杂多变。对于非稳态间隙泄漏流动，周向反向具有更稳定的控制效果；在泄漏流未得到充分发展之前，径向向心对间隙泄漏流的抑制效果优于周向反向。研究成果可为液环泵性能优化提供理论和方法的参考。

为应对固体废弃物处理的挑战，本研究探索了电解锰渣资源化利用的有效途径，重点研究了前驱材料配比，碱激发剂配比，发泡剂及稳泡剂等因素对目标保温材料性能的影响。研究发现，SiO₂/Al₂O₃摩尔比，SiO₂/Na₂O摩尔比和水灰比会影响试样的力学性能。建筑结构材料试样的最佳力学性能表现为抗压强度11.15 MPa，密度1476 kg/m³。建筑保温材料的最佳性能为导热系数 0.131-0.104 W/mK，抗压强度 1.49-0.69 MPa，密度 533-433 kg/m³，成本为 1722-1294 元 / m³。该研究为大规模利用电解锰渣提供了新途径，提高了建筑保温性能，降低了建筑能耗，具有一定的工程应用前景。

本研究旨在为开发和利用CO₂与富油煤热解生产高价值化学品和燃料的集成技术提供初步技术支撑。在固定床反应器中研究了富油煤在N₂和N₂/CO₂气氛，不同温度(600°C~800°C)和常压条件下，热解产生焦油的化学性质。结果表明，与传统热解(在N₂气氛下)相比，富油煤在CO₂气氛下热解反应可促进焦油的产生(增加8.42 wt.%)，最大值可达21.26 wt.%。值得注意的是，通过增加热解气氛气体中CO₂的浓度，可促进煤焦油和CO小分子气体的生成。气相色谱-质谱法和模拟蒸馏结果表明，CO₂气氛可以促进酚、醇和烯烃等轻质组分的生成，同时抑制沥青等重质组分的生成。元素分析结果表明，在CO₂气氛下，焦油中的H/C比值增加，表明焦油的品质得到了提高，这与模拟蒸馏和气相色谱-质谱测试的结果一致。最后，还提出了富油煤在CO₂气氛下热解的可能反应途径。

针对我国芦苇产业转型导致芦苇消耗困难、城市基础设施建设扩张导致生土增量巨大的挑战，作者提出了一种将芦苇与生土耦合制备生物质建筑保温材料的新方法，旨在提升乡村建筑的热舒适性并实现建筑节能。研究采用理论与实验相结合方式，探索了生土含量和养护方式对新型生物质保温材料保温性能、力学性能、耐火性能、防水性能、防潮性能和声学性能的影响。研究结果表明，生物质保温材料制备工艺和方法有效利用了芦苇和生土资源，实现了优异的多目标性能。当生土含量在0-40%时，材料的导热系数为0.097至0.104 W/(m·K)，抗压强度为0.70至0.79 MPa，吸水率为29.42%至38.95%，吸湿率为13.33%至31.48%，最大吸声系数为0.80，最大隔音量为56.66 dB。此外，材料防火等级还达到了A级不燃。为拓展新型材料的应用空间和范围，进一步探索了现场施工过程中材料的制备工艺，并围绕养护这一关键环节进行了实验研究，提出采用工业加热毯的低温养护方法。研究结果表明，在环境温度为25°C下固化(0 h、3 h、6 h、9 h、12 h、15 h)后，不同养护温度(30°C、40°C、50°C、60°C)完成养护，材料的导热系数为0.089至0.109 W/(m·K)，抗压强度为0.14至0.70 MPa。该研究为其他类型生物质的高值化应用开辟了途径，并可直接应用于改善住宅建筑的热环境，助力建筑节能、乡村振兴及我国双碳战略的实施。

上游叶片尾迹湍流脉动会影响尾迹扫掠引起的压气机叶片强迫振动。为了研究尾迹湍流脉动的影响和快速预测叶片强迫振动，本文提出一种强迫响应计算模型。该模型在常规的强迫响应计算方法的基础上考虑了上游叶片尾迹湍流脉动的激励。本文以某3级压气机为研究对象，取进口导叶77.8%叶高处的叶型进行准二维大涡模拟计算。通过对进口导叶的流场的分析发现，进口导叶尾迹中存在较明显的总压脉动。本文将上游尾迹湍流脉动的影响以总压脉动的形式加入强迫响应计算模型中，具体来说是根据大涡模拟结果建立总压脉动幅值和总压亏损关系式，并且根据吸力面和压力面位置分区设置不同公式，以获得更为准确的激励力。计算结果表明，只考虑尾迹扫掠时最大振幅比试验结果低27%，同时考虑尾迹扫掠和尾迹脉动时计算结果仅比试验结果低6%，验证了所提模型的有效性。

The inferior flammability of coal gasification fine slag (CGFS) from entrained-flow gasifiers hampers its resourceful utilization. However, the reasons behind its poor flammability still need to be investigated. This paper conducted a comparative study on the combustion characteristics of three CGFS samples: CGFS_GSP, CGFS_SN, and CGFS_OMB (subscripts GSP, SN, and OMB representing different gasification processes), using experimental techniques such as TG/DTG and combustion kinetic model fitting methods. Additionally, a comprehensive investigation into the physicochemical properties of CGFS was conducted. The objective was to elucidate the causes behind the poor flammability of CGFS. The results revealed that CGFS exhibits lower volatile matter content and higher activation energy than their corresponding raw coal (RC), leading to a significantly higher ignition temperature. The ignition temperatures of RC1, RC2, and RC3 are 361.82°C, 378.66°C, and 404.99°C, respectively. In contrast, the ignition temperatures of CGFS_GSP, CGFS_SN, and CGFS_OMB are 549.08°C, 566.58°C, and 532.67°C, respectively. During the combustion reaction, the temperature (T_max) at which CGFS reaches its maximum weight loss rate is significantly higher than the temperature (T_maxIII) at which fixed carbon in raw coal reaches its maximum weight loss rate. The T_maxIII of RC1, RC2, and RC3 are 450.90°C, 457.19°C, and 452.77°C, respectively. In contrast, the T_max of CGFS_GSP, CGFS_SN, and CGFS_OMB are 583.55°C, 608.20°C, and 582.18°C, respectively. The maximum weight loss rate of different types of CGFS is also significantly lower than the fixed carbon combustion maximum weight loss rate of their respective raw coal samples. The physicochemical characterization results of CGFS demonstrate that, compared to the corresponding raw coal, there is a significant reduction in the proportion of active sites in CGFS. Simultaneously, the proportion of C-C/C-H on the surface of residual carbon in CGFS decreases. In contrast, the proportion of O=C-O significantly increases, suggesting a shift toward a more stable state of carbon-containing functional groups. This study is expected to offer essential theoretical support for the efficient combustion utilization of CGFS.

冷烧结作为一种制备陶瓷复合材料的新技术，已被证明能够克服传统高温烧结方法所面临的挑战，并能在相对较低的温度（低于200°C）下使复合材料获得致密的结构。本研究中基于冷烧结技术制备并研究了一种形状稳定的复合相变材料。其中，硝酸钠-硝酸钾共晶盐作为相变材料，氧化镁作为陶瓷骨架材料，去离子水作为烧结剂，评估了烧结剂含量、单轴压力、冷烧结温度和时间对该复合材料微观结构特征和宏观性能的影响。研究结果表明，共晶盐能够有效地被容纳在氧化镁骨架中，经过100次的加热-冷却循环后，复合材料仍可以保持致密且稳定的结构，并且存在着最佳的冷烧结参数，在此参数下，复合材料能够实现机械强度和热稳定性的良好结合；在烧结温度为150°C、冷烧结时间为 8 分钟、单轴压力为 150 MPa以及烧结剂含量为 7%（质量分数）的条件下，所制备的复合材料在30-580°C的潜在使用温度范围内具备 610 kJ/kg的储热密度，其抗压强度超过 240 MPa，致密度高于 98%，结果表明该复合材料可被有效利用在中温热能储存领域。

本文提出了一种新型多联产系统，集成了太阳能、固体氧化物燃料电池 (SOFC)、燃气轮机 (GT)、溴化锂制冷机、 储气和储热装置，以解决用户负荷和能源输入随机波动性造成的供需不匹配的问题。建立了系统各组件的数学模型和动态控制策略，并研究了系统在响应太阳能DNI和外部负载扰动时的动态响应特性，通过多种重PID控制方法，该能源系统能够在较短时间内快速调整关键的输入和输出参数，实现新的供需平衡。对比了系统有储气和无储气单元时应对负荷变化的响应过程，结果表明，带有储气装置的多联供能源系统有效缩短负荷变化的响应时间。在控制器的作用下，太阳能集热器和 SOFC-GT 发电单元可在几十秒内达到新的平衡，与前者相比，甲醇反应器的响应时间较长，需要几分钟才能稳定。当制冷和制热负荷发生变化时，系统在 500 秒和 260 秒内将输出值调整至需求值。

矿床开采形成的采空区促进了地下空间季节性储能技术的发展。目前有关充填体埋管换热器的模拟都围绕地热的开采，而且假设换热流体的进口温度和蓄/释热时间等条件为恒定。但是在现实情况下，矿井充填埋管换热器的蓄/释热特性受到天气条件、地面设备和建筑供暖需求等诸多因素的影响。因此，本文利用实验测试验证了充填体埋管换热器的准确性和合理性，并借助TRNSYS模拟软件构建太阳能辅助热泵耦合矿井充填体季节性蓄热系统（SAHP-MBBHSs）。考虑多种外部因素对运行工况的影响，本文重点研究了集热器面积、u型管间距、充填材料导热系数、蓄热启动/停止时间等因素对BFHEs的长期季节性蓄热性能的影响。研究发现，U-tube间距的减小导致充填体平均温度的波动幅度变大，第11-15年的平均波动幅度最大相差16.6°C。随着蓄热开始时间的推迟，充填体埋管换热器的蓄热效能减小，但释热效能增大，蓄/释热间歇期间向围岩的热损失不超过4.7%，整体影响最小。充填材料导热系数对U-BFHEs的换热效能影响最大，充填材料导热系数从1 W·m^-1·k^-1增至2 W·m^-1·k^-1，第15年蓄/释热阶段U-BFHEs平均换热效能分别增加了58.8%和39.2%。U-BFHEs的总蓄-释热效能不超过43.7%，有很大的提升空间。利用充填体的季节性蓄热可以有效地提高SAHP-MBBHSs的供热性能，运行11-15年的最大平均APF和HSPF值分别达到3.85和5.43，即使长期运行也能保持较高的效率。

本文研究了航空发动机涡轮叶片尾缘劈缝的气膜冷却特性以及其流场涡结构，探讨了该冷却结构的非定常流动掺混机理。本文对尾缘劈缝部件开展了快响PSP、高频PIV实验，并使用DDES湍流模型进行了数值模拟。实验与仿真结果得到了较为吻合的气膜冷却时均特性以及流场涡系结构。通过本征正交分解（Proper orthogonal decomposition）方法分析了仿真流场数据，提取出流场的本征正交模态。随着吹风比的增加，劈缝的气膜冷却有效性η呈现“增-减-增”的趋势，在吹风比M_slot为0.75左右时η处于最低点。不同的吹风比下掺混过程出现了不同的非定常脱落涡结构，小吹风比M_slot为0.3时，主流侧涡主导了流场的掺混流动。吹风比M_slot为0.75时，两侧涡相互掺混出现了类卡门涡街形式的脱落涡。吹风比继续增大后，流场的涡结构转为由冷气侧涡主导。由POD方法分析得知，不同吹风比下近壁区域均出现类卡门涡街的1、2阶模态，在M_slot为0.75时该模态所占能量比最高，流场中形成稳定的主导相干结构。伴随吹风比增大，温度场中的主要特征模态逐渐变化，气膜冷却有效性最低时模态呈月牙形。文章结合流场的涡系结构解释了η最低点时的流场特征分布，分析了其对壁面气膜冷却特性的影响。

本研究以660 MWe超超临界燃煤机组为对象，从节能视角系统评估了机组的热力性能。通过构建㶲分析模型，定量揭示了回热系统㶲损分布特征与设备能效水平。研究发现高压加热器㶲损高达3.03 MWth，采用外置蒸汽冷却器可有效降低其㶲损失。进一步分析了宽负荷下不同配置的节能潜力。针对不同余热利用配置的对比研究表明，烟气余热回收方案不仅改变了回热系统㶲损失分布，更重要的是减少了高品位抽汽需求，从而提升了机组发电能力。最优配置方案通过高/低温热源分级加热给水的余热梯级利用方式，实现机组发电标准煤耗降至253.39 g/(kW·h)，较基准机组降低1.27%；额定工况下发电功率提升5.99 MWe，40%THA工况时煤耗率降低0.97%。此外，本研究还探讨了汽轮机性能退化对机组热性能的不利影响，为维护和优化热力系统的性能提供了重要理论依据。

在本研究中，提出了一种用于轴流压气机的全光滑叶片/端壁融合（BBEW）设计方法，克服了传统 BBEW 设计方法的局限性。进而利用实验设计（DoE）研究了 BBEW 技术对 Rotor 67 的影响及其作用机制，提取了影响 BBEW 技术效果的关键参数，包括最大融合位置和最大融合尺度。结果表明，几乎所有吸力面的融合设计都在不同转速下实现了整体气动性能的提升。具体而言，在设计工况下，最高效率提高了 0.46%。从流场细节角度来看，通过径向叶片力使低能流体从角区向主流迁移，角区分离强度显著减小，且分离拓扑结构改善。

提高复合相变蓄热材料的蓄热密度和热导率对于有效利用能源具有重要意义。本研究采用高比热的镁橄榄石作为基体材料，高潜热的氯化盐(NaCl-KCl)作为相变材料，并引入纳米SiO₂作为添加剂，制备了新型复合相变蓄热材料。研究结果表明，镁橄榄石与氯化盐之间具有良好的化学相容性，含40 wt.%氯化盐的复合相变蓄热材料蓄热密度达到882.5 J/g(100-800°C)，相变潜热为108.1 J/g，且在300-500°C范围内的热导率为0.68-0.81 W/(m·K)。此外，纳米SiO₂的引入与氯化盐共同形成了独特的纳米结构，进一步增强了复合材料的热导率和蓄热密度。在热处理过程中，镁橄榄石表面的结构水被去除，形成的微孔增加了镁橄榄石颗粒的比表面积，促进了对熔融氯化盐的吸附和稳定。通过镁橄榄石与纳米SiO₂的协同效应，含有2.0 wt.%纳米SiO₂的复合材料表现出良好的热稳定性，在150次热循环后的重量损失为1.80%，潜热仅降低了2.34%。本研究所制备的新型复合相变蓄热材料在高温热能储存领域具有广阔的应用前景。

本文将熵产理论与数值模拟相结合，对混流式水轮机的能量耗散特性进行了分析。探究了不同工况下水轮机各部件熵产的分布规律，对混流式水轮机内部水力损失进行了详细的分析。结果表明，水力损失主要分布在转轮和尾水管区域，蜗壳和导叶区域的水力损失相对较小。本研究进一步探讨了这些损失背后的形成原因。在转轮区域，熵产主要集中在叶道的进口区域，以及转轮叶片的压力面和吸力面。转轮区水力损失的主要原因是叶道内涡结构的运动。在尾水管区域，水力损失主要发生在直锥段和弯肘段的壁面。尾水管内存在回流现象，是造成尾水管区水力损失的主要原因。本文可为探讨混流式水轮机水力损失的影响因素提供一定的理论参考。

为了解决冷却剂有限情况下气膜冷却性能不足的问题，本文提出了联结孔气膜冷却。在冷却剂质量流量从0.0016kg/s到0.0064kg/s的范围内，对基本方案和四种联结气膜孔方案(3_联结、4_联结、5_联结和6_联结)进行了数值研究。结果表明，由于气膜孔出口扩张以及分支气膜射流之间的相互作用，联结气膜孔方案可以抑制气膜射流的“喷射现象”和主流的“夹带效应”，从而提高气膜冷却性能，特别是气膜的展向覆盖性能。比较发现，在低冷却剂质量流量下，5_联结气膜孔方案对气膜冷却性能的改善最为明显。当冷却剂质量流量为0.0016 kg/s时，面积平均绝热气膜冷却效率可提高76.92%，当冷却剂质量流量为0.0032 kg/s时，面积平均绝热气膜冷却效率提高可达703.85%。通过流动损失分析，发现在低冷却剂质量流量条件下，联结气膜孔方案提升冷却性能所付出的压力损失代价较小，而在高冷却剂质量流量条件下，联结气膜孔改善气膜冷却性能的同时可以降低总压损失。其中，5_联结气膜孔方案的总压损失系数最低，在冷却剂质量流量为0.0048 kg/s时，总压损失系数降低了15.90%，在冷却剂质量流量为0.0064 kg/s时，总压损失系数降低了41.58%。本研究提出了改善气膜冷却性能的联结气膜孔，有利于进一步提高涡轮进气温度，从而改善燃气轮机的动力学和热力学性能。

废塑料具有较高的H/C比例，可作为煤热解过程中的供氢体提高焦油产率和品质。为此，开展了煤与废塑料协同热解特性及焦油产率快速预测方法研究。建立了煤-废塑料协同热解实验系统，探究了不同温度和煤/废塑料配比等条件下热解气/焦油/焦炭等产物分布规律。研究结果表明，煤与废塑料共热解存在显著的协同效应，随着废塑料掺混比例的增加，焦油产率升高，协同作用参数值先增大后减小。掺混比例持续增加时，热解过程中更易产生液相包覆煤炭颗粒表面，从而抑制焦油释放，导致废塑料对焦油的正向协同作用逐渐降低；在此基础上提出了一种基于神经网络的焦油产率快速预测模型，并利用遗传算法（GA）和粒子群优化算法（PSO）进行了优化，实现了训练工况的预测平均误差降低10.52%。利用所提出的模型预测了数据库新工况的焦油产率，相对误差基本保持在（-20%，30%）内，表明其具有良好的准确性和实用性。

以三外涵变循环发动机前、后风扇为研究对象，在不同转速和不同内涵工况下开展全三维数值研究，归纳了内涵工况与转速对前、后风扇匹配特性的影响规律以及限制涵道比变化的原因。结果表明在近喘点、设计点和近堵点三种内涵工况下，外涵背压增大，前风扇的匹配工作点向近喘点方向移动，后风扇的匹配工作点向近堵点方向移动。设计转速下，限制内涵设计点涵道比增大的原因为外涵壅塞；限制内涵近喘点涵道比增大的原因为后风扇静子吸力面侧大量低能流体堵塞诱发后风扇失速，限制内涵近喘点涵道比减小的原因为前风扇第一级动叶叶顶泄漏流溢出通道引发前风扇失速。随着折合转速的降低，涵道比随相对背压的变化曲线向左上方移动，这是由于前、后风扇出现了“前喘后堵”的现象，更多的气流流入外涵，导致涵道比随转速的降低而增大。内涵近喘点随着转速的降低限制涵道比进一步增大的原因由后风扇失速转变为外涵壅塞。

动叶叶顶是燃气轮机中热负荷最高的部位之一，并且由于动叶叶顶间隙内流场十分复杂，叶顶的冷却十分困难。为发展叶顶结构，研究了肋对凹槽叶顶冷却及气热特性的影响。基于基础凹槽叶顶结构，设计了带有不同数量肋的凹槽叶顶结构（分别记为1R、2R和3R，基础结构记为Basic），并在五种不同的吹风比下，使用压力敏感漆（PSP）技术测量了气膜冷却有效度，并以此来分析不同结构的冷却性能。采用经实验验证的数值方法来辅助分析叶顶间隙内的流场以及整体的气动性能。实验结果表明，随着冷气供应量越来越充足，即吹风比M增大，冷气覆盖范围和气膜冷却有效度均逐渐上升。与Basic结构相比，带肋凹槽叶顶中部的气膜冷却有效度较高而尾部的冷却有效度偏低。流场分析结果显示，在Basic结构中，冷气能够向下游流动，直至叶片尾缘，为尾缘部分带来额外的冷却作用。而在带肋凹槽叶顶结构中，肋片诱导流体在其后方形成涡，卷吸肋附近及上游的冷气，并阻碍上游冷气向下游发展，这导致局部冷却性能得到提升而下游区域的冷却性能下降。从气动性能来看，尽管带肋凹槽叶顶的泄漏流流量大于Basic结构，但其在气动性能上的表现优于Basic结构，压力损失系数的降幅最大达到了16.2%。这表明，虽然带肋凹槽叶顶会增加叶顶泄漏流流量，但它们在整体的气动性能上具有显著优势。

低负荷工况下涡轮末级复杂的三维流动加剧了内部流动的不稳定性，降低了涡轮效率和运行可靠性。为了研究压缩空气储能(CAES)系统中空气涡轮的流动不稳定特性，对两级轴流涡轮即小型涡轮(AT-S)和大型涡轮(AT-L)进行了三维非定常数值模拟。首先分析了带径向进气室(RIC)的AT-S的两种低负荷工况，在最低的相对质量流量0.18时，末级动叶展弦比(R2)为2.4的AT-S内未发现旋转不稳定性(RI)和旋转失速(RS)现象，但发现RIC中存在旋涡不稳定，其与RI或RS的发生无关。因此，对不带RIC的、末级动叶展弦比为5.4的AT-L的四种低负荷工况进行了分析，发现当相对质量流量降至0.28时，会产生RI现象。当相对质量流量进一步降低至0.18时，会产生RS现象。RI和RS现象均伴有叶顶扰动团的出现。在RI和RS产生时观察到以通流模式(TM)、阻流模式(CM)和分离模式(SM)的不同组合为特征的流动模式。本研究不仅考虑了RIC对CAES涡轮流动不稳定性的影响，还考虑了叶片长度对其流动不稳定性的影响。

本文针对微尺度燃烧器内壁对正丁烷/空气混合物自燃特性的抑制作用开展初步的建模研究。基于反应温度区间筛选不同的关键气相物种构建表面反应模型，并将其耦合至正丁烷骨架氧化机理中。通过绝热封闭环境下的数值模拟，系统评估了表面反应在不同工况（初始气相温度，压力，当量比，比表面积及壁面吸附系数）下对点火延迟时间的影响。对比发现，受壁面化学效应影响，中低温区实测的点火延迟时间显著高于模拟值，最大偏差达35.42%。数值模拟揭示出700~800 K温度区间内PC₄H₉O₂和SC₄H₉O₂自由基的壁面反应将点火延迟延长104~105倍，且高温低压条件会强化这一抑制效应。壁面吸附系数增大显著延长点火延迟，贫燃工况下尤为明显；比表面积增加通过表面异相重组反应加速气相自由基消耗，但超过阈值后点火延迟时间的增幅趋于饱和。敏感性分析表明，气相反应CH₃ + HO₂ → CH₃O + OH对高温自燃起主导作用，而表面反应敏感性随当量比增大逐渐降低。本研究为后续耦合详细物理模型与化学反应动力学的微尺度正丁烷燃烧模拟提供一定指导。

采用数值模拟方法，研究了同一爆轰管喷枪结构下不同燃料混合(C₂H₂、C₃H₆、C₃H₈、C₂H₂+C₃H₆、C₂H₂+C₃H₈)对气体爆轰火焰加速情况的影响。研究了喷枪内部参数变化趋势以及喷枪出口处气体流速、温度和压力随时间的变化。根据模拟的结果发现，在当量比为1的条件下，乙炔燃料产生爆轰的时间最短，并且在喷枪出口爆轰达到的平均气体流速最大，为1031.6 m/s，乙炔爆燃达到的平均温度最大，为2750.6 K；C₂H₂及其掺混燃料爆轰产生 OH及其他参数的速度最快，代表火焰传播速度最快。丙烷爆轰在喷枪出口达到的压力最大，为0.66 MPa；在喷枪内部，爆轰产生的CO₂大部分分布在管壁区域。不同的燃料组分爆燃达到的喷涂效果有所差别，改变燃料的组分可以满足不同的爆轰和喷涂粒子需求。

本研究通过数值分析，探讨了传热对微型摆动转子发动机（Micro Swing Rotor Engines, MSRE）热力性能的直接影响。为全面评估传热效应，本文采用了改进的热力模拟模型，结合回归相关公式，并引入流-热弱耦合方法，以获得更具工程实用性的解。数值结果表明，传热对MSRE性能具有显著影响。具体而言，温度循环曲线发生显著变化，在工作频率为100 Hz时，循环残余质量增加72.6%，进气质量下降10.55%。压力循环曲线主要在压缩和膨胀过程中受到影响，压缩阶段压力显著升高（最高达10.55 atm），而燃烧的贡献相对减弱。由此引起的变化使得压缩过程中的发动机功耗增加46.41%，整体热效率降低30.23%。此外，内壁温度每升高100 K，将导致发动机输出功率线性下降0.1 kW，热效率下降0.5%。为缓解上述问题，本文提出了实用的热管理策略，例如采用隔热涂层等方法。本研究强调了传热在MSRE运行中的关键作用，并为优化其热力性能提供了理论依据和设计思路，最高可实现54.68%的输出功率提升和12.79%的效率改善。