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《2009-2010工程热物理学科发展报告》内容简介：中国科学技术协会从2006年起建立了学科发展研究及发布制度，对推进学科交叉、融合与渗透，促进多学科协调发展。充分发挥中国科协及所属全国学会的学术权威性起到了积极的作用。中国工程热物理学会有幸选入2009年度学科发展研究项目，在中国科协学会学术部的指导下，撰写《2009-2010工程热物理学科发展报告》。中国工程热物理学会仍然由中国科学院院士周远任首席科学家，专家组成员包括学科领域的学科带头人和优秀青年科技工作者。工程热物理学是研究能量以热和功的形式转换过程的基本规律及其应用的一门技术科学，属于应用基础学科的范畴。它是能源高效低污染利用、航空航天推进、发电、动力、制冷等领域的重要理论基础。本报告重点回顾、总續和科学评价了近两年工程热物理学科的新发展、新成果、新见解、新观点、新方法、新技术等；研究分析工程热物理学科发展现状、动态和趋势，以及国际比较、战略需求，提出研究方向，展望工程热物理学科发展目标和前景；针对国家节能减排、发展低碳经济的重大需求．提出工程热物理学科发展的对策意见和建议。
2009-2010工程热物理学科发展报告 本书聚焦于2009年至2010年间工程热物理学科的最新动态、关键进展与未来趋势。报告详尽梳理了该领域在过去两年中的学术研究、技术创新以及产业应用情况，旨在为科研人员、工程师、政策制定者及相关领域学生提供一份全面而深入的参考。 一、 核心研究领域进展 报告首先回顾了工程热物理学下的几个核心研究方向在这一时期的发展状况。 传热传质理论与技术： 微纳尺度传热： 纳米流体、声致空化、微通道换热器等技术的研究取得了显著进展。在纳米流体方面，新型纳米颗粒的制备、稳定性和热工质性能评估成为研究热点，特别是在提高导热系数和对流换热效率方面的应用潜力得到深入挖掘。微通道换热器在电子设备散热、微型反应器等领域显示出其高效率、紧凑化的优势，相关流动与传热机理研究更加细致。 辐射传热： 针对高温、复杂表面的辐射特性分析，以及辐射与对流耦合作用的研究持续深入。光谱辐射模型、蒙特卡洛方法等在复杂几何和介质中的应用得到推广，为锅炉、工业炉等高温设备的设计优化提供了更精确的依据。 相变传热： 沸腾、冷凝、蒸发等相变过程的传热机理研究进一步深化，特别是在微重力环境下、特殊表面的相变过程以及多相流耦合作用下的传热特性。相变材料（PCM）在储能、建筑节能等领域的应用研究也逐步升温。 多孔介质中的传热传质： 深入研究了多孔介质（如岩石、燃料电池电极、土壤等）内部的流动与传热传质规律，特别是对于地下储热、地热能开发、 CO2地质封存等应用具有重要意义。 燃烧学与能源转化： 清洁燃烧技术： 针对化石燃料的清洁高效利用，报告重点介绍了低氮氧化物（NOx）燃烧、富氧燃烧、循环流化床燃烧等技术的最新进展。对火焰结构、燃烧产物生成与排放控制的研究更加关注。 新型燃料燃烧： 氢能、生物质能、合成气等新型能源在燃烧特性、发动机适应性以及污染物排放方面的研究成为重点。特别是生物质气化、液化及其清洁燃烧技术，以及氢燃料电池的理论与应用研究，都获得了广泛关注。 燃烧不稳定性和爆震： 对于航空发动机、内燃机等领域的燃烧稳定性与安全性，针对爆震、喘振等不稳定性现象的研究持续深入，旨在提高发动机工作效率和可靠性。 催化燃烧： 催化剂材料的开发与应用，以及催化燃烧机理的研究，为低污染、低能耗的燃烧过程提供了新的途径。 动力机械与系统： 涡轮机械： 航空发动机、燃气轮机、蒸汽轮机等核心部件（叶片、流道等）的气动热力学设计优化、性能提升以及故障诊断等研究取得了新进展。针对复杂流动、边界层转捩、二次流等问题的数值模拟和实验研究更加精细。 内燃机： 提高燃油经济性、降低污染物排放是内燃机研究的核心。报告关注了新型燃油喷射技术、燃烧模式、后处理技术以及替代燃料（如天然气、甲醇、乙醇）在内燃机中的应用。 热力循环与系统集成： 报告对传统热力循环（如朗肯循环、布雷顿循环）的改进，以及新型热力循环（如跨临界CO2循环、斯特林循环）的应用前景进行了探讨。同时，对能源系统集成、余热回收利用、分布式能源等综合性技术进行了梳理。 热物理实验技术与数值模拟： 先进实验诊断技术： 粒子图像测速（PIV）、激光诱导荧光（LIF）、拉曼光谱等非接触式、高分辨率实验诊断技术在复杂流动和燃烧过程研究中的应用得到推广。 高精度数值模拟： 计算流体力学（CFD）在工程热物理领域的应用更加广泛和深入。从直接数值模拟（DNS）、大涡模拟（LES）到精细雷诺平均模拟（RANS），针对不同尺度和复杂度的流动与传热问题，计算方法和模型不断优化。多物理场耦合模拟（如流-固-热耦合）成为研究热点。 二、 交叉学科融合与新兴领域 工程热物理学科与其他领域的交叉融合也在这一时期呈现出蓬勃发展的态势。 新能源与可再生能源： 太阳能热利用、地热能开发、生物质能转化、氢能技术等领域与工程热物理学的结合更加紧密。报告重点关注了储热技术、能源转换效率提升以及系统优化设计。 环境与气候变化： CO2捕集、利用与封存（CCUS）技术，以及与碳排放相关的燃烧过程研究，在应对气候变化方面发挥着重要作用。报告梳理了相关热物理基础研究和技术应用。 生物医学工程： 微流控芯片中的传热传质、生物体内的热生理过程、医疗器械的散热设计等，工程热物理学在生物医学领域的应用也逐渐受到重视。 材料科学： 新型功能材料（如高效绝热材料、热电材料、相变材料、催化材料）的开发与热物理性能评估，是推动相关技术进步的关键。 三、 国际发展态势与未来展望 报告也对国际上工程热物理学科的发展趋势进行了分析。 重点关注方向： 全球范围内对能源效率提升、碳减排、清洁能源开发以及应对气候变化的需求，驱动着工程热物理学科的研究方向。高效能源转换、储能技术、环境友好型燃烧以及智能化控制系统成为研究热点。 面临的挑战： 在复杂多物理场耦合问题、极端条件下传热传质机理、新型能源系统的集成与优化等方面，仍存在诸多挑战，需要更深入的基础理论研究和更先进的技术手段。 未来发展趋势： 预计未来工程热物理学科将继续朝着智能化、绿色化、集成化方向发展。大数据、人工智能等技术在工程热物理领域的应用将更加广泛，推动学科的创新与突破。 结论 2009-2010年是工程热物理学科快速发展的重要时期。本报告全面回顾了这一阶段学科在理论研究、技术创新及交叉应用等方面的成就，并对未来发展方向进行了展望，为推动学科的持续进步和解决全球能源与环境挑战提供了重要参考。
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