热科学与动力工程教育部重点实验室
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传热学与热力学 [2008-3-12]
目前国内外工程热物理学科主要围绕高新科技发展、交叉学科、能源与环境、制冷与低温等重要领域中所涉及到的热物理现象及相关的基础理论与技术开展科学研究。能源环境与动力工程、信息和电子技术、技术、航空航天技术、生物技术、化学技术、材料技术、纳米技术、生命科学等学科的迅速发展对热现象的研究也提出了更高的要求；在许多方面，热的产生与传递甚至成了制约这些技术发展的瓶颈。因而，随着人类社会和经济的发展，能源环境与动力工程及高新科技发展中的工程热物理问题的研究必将愈来愈重要。本研究方向主要涉及传热传质科学与技术、热力学及应用、现代热参数测试技术等方面的基础或应用基础研究。主要的研究内容包括：微细尺度热质传递、多孔介质中传热与传质、相变传递过程与机理、能源动力与高技术领域中的特殊传热问题、纳米尺度热质传递、传热强化与优化、生物体热物性与生物传热、流体工质热物性。这些研究内容都是国内外热科学领域的热点研究问题。这些研究内容对促进我国高新技术的发展及用高新技术改造传统产业，解决能源、动力、环境、材料、生物工程及国防等领域的重大工程热物理问题都具有重要意义。
燃烧科学与技术 [2008-3-12]
燃烧是能源动力转换及利用的首要及关键环节。本研究方向主要涉及各种燃料，特别是矿物燃料的燃烧开展基础和应用基础研究，主要的研究内容包括：固体燃料流态化燃烧：包括高效清洁燃烧；在流态化条件下，固体燃料传热、传质和磨损等规律、燃烧反应机理、固体颗粒成灰特性等； 煤粉燃烧：包括煤粉燃烧特性、煤与煤焦颗粒的分形特性与宏观燃烧动力学的关系；燃烧过程的流动、传热、传质和化学反应规律，燃烧稳定性等；煤与其他固体燃料气化：非熔渣－熔渣煤气化机制和技术；灵活的多种燃料（如煤与生物质等）共气化的理论与基础试验； 燃烧化学反应动力学：包括使用详细空间和表面反应机理研究火焰结构、着火和火焰传播、燃尽；反应动力学参数的确定，详细反应机理的简化，燃烧过程中非线性现象和行为的分类、突变机理与控制； 催化燃烧：包括表面催化和催化重整燃烧，催化燃烧理论与反应动力学机理；空间反应与表面反应的耦合与作用机制；流体力学与反应动力学的耦合作用；催化剂种类与结构的影响作用；极限（非常规）燃烧：包括微尺度燃烧的基本理论（如燃烧极限、火焰传播和燃烧稳定性等）；爆震基本理论，高压以及其他极限条件下的燃烧机理。
气动力学与多相流动 [2007-3-12]
在能源科学技术的各个研究领域都普遍存在气体流动和两相流动的问题，以动力机械内的流动、燃烧过程高温多相流动和相变汽液两相流动为特色的研究是另一个热科学一般规律的研究方向。本研究方向的研究内容包括：气动力学：内流流动力学、计算流体力学、叶轮机械气动基础；湍流多相流动与燃烧：包括高温气固两相流体动力学规律；燃烧过程中湍流、多相流和化学反应动力学的相互作用等； 燃烧过程非线性现象的动力学研究：包括燃烧过程中非线性现象的突变机理与控制，燃烧过程中非线性行为的分类等；气液两相流动与传热：气泡动力学、沸腾换热与相变流。
燃气轮机关键技术基础 [2008-3-12]
本研究方向主要围绕燃气轮机这一能源动力工业的核心动力设备所涉及的主要集成关键技术开展应用基础研究。主要的研究内容包括： 气动热力设计方法：包括先进燃气轮机压气机和透平内部的非定常三维粘性气动热力设计，叶轮机械（多排）叶片的三维粘性气动最优化设计，叶轮机械失速分离流动控制，叶轮机械气动弹性问题的流固耦合； 低污染燃烧：包括干式低NOx预混燃烧室设计基础，多燃料（如燃油、天然气和低热值煤气等）燃烧，火焰稳定与燃烧振荡控制，燃烧室内的气流组织、冷却与出口温度场优化，动态燃烧过程的测量与诊断； 先进冷却方法：包括高温燃气透平叶片的冲击、对流和气膜组合冷却改进、闭路蒸汽冷却，第一级透平部件的隔热涂层技术基础； 自动控制方法：包括先进重型燃气轮机及其联合循环系统的一体化控制，先进智能控制，基于寿命管理的运行优化控制规律，机组性能监测与故障诊断；结构强度与振动：包括先进重型燃气轮机部件的气动、结构及强度一体化设计，振动与流体激振的安全性研究； 燃气轮机的多学科设计优化：包括利用计算科学集成多学科知识，利用优化策略在各子系统间协调与设计，达到复杂系统整体最优；在燃气轮机设计过程的气动、结构、强度与振动、冷却与传热、燃烧与化学反应等学科之间、及在可靠性、寿命、成本等方面进行综合设计优化，是提升重型燃气轮机性能和质量的关键技术基础。
节能热技术与理论 [2008-3-12]
我国的节能技术相当落后，而能源问题则日益成为制约我国经济发展的瓶颈。热能转换、传输与使用中的节能是节能技术的重要环节。提高能源使用效率可以减少环境污染，等同于开发“新”的能源，从而缓解能源供应压力。节能热技术与理论研究方向直接面向动力、化工、冶金、建筑等工业流程以及日常生活的能量有效利用、资源节约的基本问题。研究内容是在研究节能理论的基础上，研究热能传输与使用系统的高效节能方法与技术。本研究方向的目的在于开发高效节能新技术，提高能源利用率。主要的研究内容包括：节能科学与理论、热系统优化与热管理、强化传热技术及新型换热器、节能环保型制冷空调技术与设备、工业余热回收与利用、可再生能源中的关键热物理问题。这些研究内容都是国内外热科学领域与节能热技术研究的热点问题，是立足于解决我国能源紧缺的现实问题。这些研究内容对促进我国高新技术的发展及用高新技术改造传统产业，解决能源、环境、冶金、建筑工程及国防等领域的重大节能问题都具有重要意义
污染控制理论与技术 [2008-3-12]
要实现能源动力的清洁转换及利用，必须解决其产生的环境污染问题。本研究方向主要涉及矿物燃料特别是燃煤过程中产生的主要污染物的形成、控制原理和技术等的应用基础研究。主要的研究内容包括：二氧化硫形成与控制：燃烧过程二氧化硫的形成、高效低费用低水耗的SO2脱除机理，基于链式反应的含硫烟气改性机理，钙基吸收剂的脱硫机理和制备方法，亚硫酸盐氧化机理及其产物的资源化利用。氮氧化物形成与烟气脱硝：燃煤NOx的生成机理及其燃烧中控制和选择性催化还原脱除机理与过程；燃烧源颗粒物形成与控制：特别是微米级与纳米级的颗粒物生成的反应动力学研究；颗粒形态、尺寸及其均匀性控制；颗粒团聚机理及控制；颗粒迁移规律和吸附其他污染物的规律；在外场作用下的行为规律、收集与脱除机制等；温室气体二氧化碳控制：富集、回收及资源化方法；纯氧燃烧；大气、植物与土壤碳平衡研究等；微量及其他污染物：燃煤烟气中氟、汞等重金属的生成、迁徙和脱除机理；火灾毒害物质形成与控制：形成与释放的规律及其热力学和化学动力学机理，对建筑材料危险性的评价方法等。
