学术贡献与研究水平doc.docx

1、学术贡献与研究水平doc学术贡献与研究水平主要学术贡献经过5年的建设，“航空推进理论与工程学科创新引智基地”在以下领域取得了卓有成效的研究成果，在基础研究方面实现了重大突破，对基地的学术水平和国际影响力提升做出了重要的学术贡献。研究方向研究团队研究成果先进多级轴流压气机的研究陈懋章、陆利蓬、孙晓峰、李秋实、Edward Greitzer、Francis LEBOEUF、Liang SHAO、Xiaver Ottavy等北航与MIT的合作已经完成了以下合作研究内容，并得到了世界领先的研究成果：在数值模拟预测民用航空发动机先进压缩系统的失速现象研究中，开创了利用新型流线曲率法程序对模型压气机级进行

2、计算分析，给2D叶栅“失速后流场”的CFD计算结果配径向平衡，从而获得一个模型压气机级的“准三维”的“失速后流场”，并从中提取失速模拟计算程序Unscomp所需要的“体积力”，这是目前世界上能够获得“失速后流场”的唯一途径和方法，上述阶段性研究成果汇编成了MIT内部研究报告SURGE PREDICTION IN MULTISTAGE COMPRESSORS；陆利蓬教授等和法国里昂理工的Francis Leboeuf教授等合作的“角区分离机理”的研究工作，研究取得了可喜的进展，已经在国内外高水平的国际期刊和国际会议上发表高水平的研究论文14篇；陈懋章院士等主持研究的“XXXXXXXX”获得201

3、1年度国家技术发明二等奖。大型飞机降噪技术孙晓峰、景晓东、Yueping GUO、C. K. W. Tam、Frank Thiele、张欣等提出了一种新型处理机匣结构和噪声处理方法，通过气流与声波在机匣上的谐波反复反射，可以有效提高航空发动机效率和降低噪音，是一种首创的主动控制噪音方法，引起了国际同行的广泛关注，在国际著名期刊上发表多篇高水平学术论文，多次应邀在国际会议上做特邀报告，而且为我国大型民机和发动机的降噪设计提供了坚实的技术支撑，成功申请国家科技部973项目“大型客机主要气动噪声机理及先进控制方法研究”。微型涡喷发动机关键技术研究陶智、李秋实、Alan Epstein、 Yifang

4、 GONG、Hanqin LI、Teo Chiang Juay等在北航领航基金、航空科学与技术国家实验室（筹）和国家自然科学基金的支持下，陶智教授、李秋实教授和来自麻省理工学院航空航天系的学术团队在微型涡喷发动机技术研究领域开展全面国际合作。微型涡喷发动机概念由世界著名航空发动机专家、美国工程院院士、麻省理工学院Alan Epstein教授首创，在美国海军的支持下投入数千万美元进行了多年研究。微型涡喷发动机创新性的采用了半导体器件制造技术，面对微尺度流体与传热问题，MIT的技术团队经过多年研究得出多项世界领先的研究成果。北航与来自MIT微型涡喷发动机技术团队的研究人员组成国际化研究团队，在此基

5、础上发展中国的厘米级微型涡喷发动机，现在已经完成方案设计，设计并建造微细加工实验室，制造原理样机。航空发动机涡轮叶片高效旋转换热技术研究徐国强、邓宏武、Peter Childs、Mike Owen、Gary Lock、Li HE等英国Bath大学在航空发动机涡轮旋转盘、腔流动与换热等方面拥有多台旋转换热实验台，开展了一些国际领先水平的实验研究工作。去年又开始建设了一台研究燃气入侵的旋转换热实验台，Gary Lock博士是该实验台的总设计和建设者，具有丰富的旋转换热实验台建设和测试经验。徐国强教授课题组与Bath大学的Mike Owen教授（已经退休）和Gary Lock博士一直保持着很好的合作

6、关系，正在开展共建高性能旋转换热实验台。“航空发动机国防科技重点实验室补充完善”项目是原国防科工委计划的对依托我校的航空发动机气动热力国防科技重点实验室进行补充完善建设，总项目投资1.2亿元人民币。高效旋转换热是该重点实验室的五个方向之一，分别建设用于航空发动机涡轮盘、腔、轴和封严研究的多功能旋转换热实验台，和用于涡轮叶片外换热实验研究的全环涡轮叶片外换热实验台，投资分别是470万元和540万元。在航空发动机热端高温部件基础研究方面，这两个实验台的技术指标达到了国际先进水平，利用这两个实验台开展相关的实验研究，可使我国的涡轮盘、腔、轴、封严和叶片内冷通道的流动与换热研究的总体水平进入世界先进行

7、列。通用航空与适航技术刘大响、丁水汀、Vigor YANGYueping GUOSimon R. Waite等北京航空航天大学适航技术研究中心挂牌成立于2008年10月28日，是航空科学与技术国家实验室（筹建）的功能实验室之一。飞行器适航工程系是中心的重要依托之一。中心与中国民航局在适航领域建立了全面合作关系，同时与航空工业部门、航空器型号使用和管理部门就技术研究、人才培养进行了广泛深入的合作；已对航空器和航空发动机安全性理论与适航技术的相关主题开展了专门研究，获批第一个航空器适航及安全性领域的“教育部长江学者创新团队”；建立了从本科到博士的完整的适航专业学历培养体系，是中国民航局认定的适航技

8、术类课程培训机构；与欧、美多个适航研究相关大学和机构形成了广泛互动和交流关系，2009年发起并组织召开了两年一度的适航国际学术会议International Symposium on Aircraft Airworthiness。航空叶轮机流动机理及流动控制邹正平、刘火星、王洪伟、Liping XU、Li HE、Francis LEBOEUF、Xiaver Ottavy等先进航空发动机对大型风扇和压气机的要求越来越高，本科研合作详细研究了非均匀叶顶间隙对轴流压气机气动性能及叶片气动弹性的影响，揭示了其物理机制。研究提出了一种新的吸力面台阶间隙形式，改善了叶片流场设计模式，使得叶顶负荷较高，泄漏

9、变弱，损失减小，不仅可以减轻叶片重量，还能保持甚至提高部分气动性能，具有很好的工程应用价值。低污染燃烧室的机理研究与设计林宇震、许全宏、Hukam Mongia、Chih-Jen (Jackie) Sung等成立北航-普渡燃烧学基础研究联合实验室，引进被航空动力业界称为“航空发动机低污染燃烧之父”的美国普渡大学航空系Hukam Mongia教授，与其合作开展航空发动机燃烧室低污染燃烧技术研究。开展并完成超临界燃油喷射试验台的搭建工作，两级煤油加热器调试成功；纹影仪测试仪器的调试工作，超临界燃油喷射关键试验件的设计和加工，超临界燃油喷射到常温常压环境中的喷射性能实验研究；相交射流试验台的搭建工作

10、，PDA测试仪器的调试工作，相交射流关键试验件的设计和加工，受限空间内两相射流与壁面的夹角对相交射流分布特性影响的实验研究；旋转气流燃烧基础理论中的火焰稳定方式实验研究，确定了试验技术及测试技术；气助雾化两相流喷射入亚音速横向气流中实验研究；超临界燃油喷射特性研究等多项国际前沿研究，在ASME和AIAA高水平国际会议和国际期刊上发表高水平研究论文16篇。航空发动机数值仿真技术刘大响、桂幸民、陈志英、陈江、高军辉、王琪琪等航空发动机数值仿真研究中心是在国防科工委支持下的、开放的航空发动机数值仿真及其相关技术的专业研究中心，由北京航空航天大学和中国航空工业第一及第二集团公司联合组建。中心拥有运算速

11、度超过7000亿次/秒的集群式高性能计算服务器和4X1.5米平面三维视景系统各一套，高性能服务器、工作站和各类仿真分析专业软件150余台（套），数值计算能力在行业内居于第一。中心主要从事各类航空发动机整机/部件/系统的气动热力/结构强度数值仿真、气动声学仿真、多学科综合仿真、多学科优化（MDO）、可靠性分析、虚拟样机和共享数据库开发和应用、工程设计咨询评估和技术支持，以及高精度/高保真/非定常仿真、大规模并行计算和先进湍流模型等先进仿真技术研究，主要专业领域包括工程热物理、气体动力学、燃烧学、能源转化和利用、动力机械、叶轮机械、通用机械、流体力学、结构强度振动、可靠性分析、高性能计算、软件开发

12、工程等。与美、欧、俄等国的相关研究机构、院校和公司建立了广泛的合作关系。航空发动机结构与强度杨晓光、王荣桥、李琳、樊江、胡殿印、Michael Ortiz、Bo LI、M.Ichou等结构可靠性耐久性是发动机可靠性耐久性的最重要组成部分，在发动机发展中有着十分重要的作用，发动机结构强度工作一方面直接肩负着提高结构可靠性耐久性的重担，同时还是提高推重比的重要技术支柱。创新引智基地教师与美国加州理工学院喷气推进实验室Michael Ortiz院士和法国中央理工大学里昂分校教师合作，在航空发动机强度振动、安全性、可靠性等研究和教学的重要领域展开科研与教学合作，并与航空、航天、船舶、民航、石油化工、能

13、源等行业部门建立了密切联系，开展了广阔的科研合作及人才培养工作。生物质航空替代燃油及低污染燃烧技术杨晓奕、陈龙飞、Peter. P. Edward、Yulong DING、Zhijun PENG等与英国牛津大学皇家科学院院士Peter. P. Edward合作开展由英国皇家工程院资助的太阳能光水解制氢研究；与英国利兹大学的Yulong DING教授开展“太阳能光热光电联合应用技术”的合作研究；与英国萨斯克斯大学开展“航空替代燃料燃烧技术”的合作研究。在此国际科研合作基础下，联合申请国家863高科技研究计划“生物质航空替代燃油及低污染燃烧技术”，得到国家科技部支持微纳尺度机械系统机理与应用阎晓军

14、、石多奇、Liwei LIN、K.Jimmy Hsia等闫晓军教授与加州大学berkeley分校的BSAC（berkeley传感器和驱动器研究中心）开展了合作研究，在微小驱动器的工艺和理论设计方面取得了较大进展。双方在微小和纳米技术方面的合作，已经在微小尺度机械系统领域的高水平国际会议和国际期刊上发表多篇高水平学术论文。美国伊利诺伊大学香槟分校科研副校长K.Jimmy Hsia教授是微纳米机械系统设计与制造领域的著名专家，动力学院多名教师前往Hsia教授研究组开展合作研究，共同设计并建设实验台，开展本领域的前沿研究。标志性建设成果 经过5年的建设，“航空推进理论与工程学科创新引智基地”在科技奖

15、励、实验室建设、创新团队构建、专著撰写、人才培养方面取得了如下标志性成果：（1）科技获奖（获奖证书见附录1） 2011年国家技术发明二等奖“XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX”主要完成人：陈懋章等 2009年国家级教学成果二等奖“依托优势学科，培养两类创新人才的探索与实践”主要完成人：陈懋章等 2008年北京市教育教学成果一等奖“提升博士生原始创新能力的研究与实践”主要完成人：周盛、李秋实等（2）实验室建立 2012年申报航空发动机基础研究协同创新中心； 2012年成立中国航空替代燃料产业技术创新战略联盟； 2011年建立北京市清洁能源与高效动力工程研究中心； 2011年建立北航普渡大

16、学能源系统联合实验室； 2011年建立北航普渡大学低排放燃烧联合实验室； 2011年成立“通用航空北京市工程研究中心”部级工程中心； 2010年建立中法国际联合实验室； 2010年成立“飞机/发动机复杂系统安全性北京市重点实验室” 部级重点实验室；（3）创新团队构建 2009年“航空发动机复杂系统安全性”获批教育部创新团队； 2008年“航空发动机气动热力学” 获批教育部创新团队。（4）发起并举办国际会议 2008年在桂林成功举办第二届喷气推进与动力工程国际会议； 2010年在南京成功举办第三届喷气推进与动力工程国际会议； 2012年在西安举办第四届喷气推进与动力工程国际会议； 2009年在北

17、京举办第一届适航技术与管理国际会议； 2011年在北京举办第二届适航技术与管理国际会议。（5）“试点学院”建设2011年8月，北航动力学院获得国家教育部批准，成为国内首批16所“试点学院”之一，将在航空航天动力工程与新能源技术领域开展高等教育改革试点，为中国的航空航天事业培养具有国际化视野和国际竞争能力的一流人才是“试点学院”办学的首要目标，推动学院科研与教学的国际化将成为“试点学院”改革的重要内容。航空推进理论与工程创新引智基地经过5年时间的建设，已经在外国专家引智和推进学院国际化取得很多成果，国际化背景之下创办国际一流航空动力学科的目标已经成为动力学院“试点学院”申报的亮点，也会成为“试点

18、学院”办学的重点内容。国际上的影响基地海外学术骨干与校内成员合作在国际公认的优秀学术期刊上发表SCI/EI文章118篇，相关基础研究方面取得了许多突破性进展，引起了国际同行的广泛关注。基地中外合作承担国际合作项目9项，承担重大国家项目14项，共主持召开系列性国际学术会议8次，受邀在相关国际学术会议上做大会特邀报告和邀请报告35次，基地校内成员担任著名国际期刊编委，在国际会议上应邀做特邀报告，并入选美国航空航天学会（AIAA）等学会Fellow，显著提升了行业内的国际影响。国际期刊论文与国际会议特邀报告编号研究方向国际期刊论文（SCI/EI收录）国际会议特邀报告1大型飞机降噪技术 2562先进多

19、级轴流压气机的研究1633微型涡喷发动机关键技术研究624航空叶轮机流动机理及流动控制1555低污染燃烧室的机理研究与设计1566航空发动机数值仿真技术637航空发动机结构与强度1848生物质航空替代燃油及低污染燃烧技术539微纳尺度机械系统机理与应用122合计11835承担国际合作项目情况序号项目承担人项目名称经费来源资助金额起止年月1. 孙晓峰、陆利蓬、SHAO LiangInvestigation on the unsteadiness in aerodynamic turbulent flow中法联合实验室（LIAL3MS）1万欧元2011.01-2011.122. 胡方强、李晓东时域

20、线性声学计算中不稳定波抑制方法美国气动声学联盟15万美元2009.06-2012.123. 马宏伟、Marc Jacob、Xiaver Ottavy叶轮机械复杂流动控制与测试技术研究国家自然基金中法合作研究100万人民币2010.01-2012.124. 王芳、Abdullnaser低污染燃烧室数值模拟分析英国牛顿学者项目8万欧元2010.01-2011.125. 李晓东、Marc Jacob翼型气动声学研究中法联合实验室（LIAL2MS）1万欧元2011.01-2011.126. 李秋实、Yifang GONG微型涡喷发动机关键技术研究国家自然基金中美合作研究80万人民币2011.01-20

21、13.127. 李晓东声与流动分离的高精度数值计算方法美国波音公司5万美元2008.10-2009.128. 李琳、M.ICHOU复杂结构振动机理与测试技术中法联合实验室（LIAL7MS）1万欧元2011.01-2011.129. 黄勇、Thierry Schuller低污染燃烧数值模拟技术中法联合实验室（LIAL7MS）1万欧元2011.01-2011.12承担重大国家项目情况序号项目承担人项目名称项目类别资助金额起止年月1. 孙晓峰、陆利蓬、郭跃平大型客机主要气动噪声机理及先进控制方法研究科技部973计划4000万人民币2012.01-2014.122. 杨晓奕、P. Edward航空发动

22、机替代燃料研究科技部863计划500万人民币2012.01-2014.123. 刘大响XXXXX航空发动机数值仿真技术研究国家重大科技专项1200万人民币2009.01-2011.124. 王荣桥XXXX典型结构强度、振动、寿命可靠性设计技术研究国家重大科技专项504万人民币2011.01-2015.125. 洪杰XXXXX设计技术研究及试验验证国家重大科技专项2100万人民币2011.01-2015.126. 李晓东低温交变流动制冷系统中的能量传输及转换机制研究国家自然科学基金重大项目子课题80万2009.01-2012.127. 王荣桥XXXX概率设计技术研究国家重大科技专项500万人民币

23、2011.01-2015.128. 唐海龙XXX涡扇发动机顶层设计方案国家重大科技专项480万人民币2010.01-2011.129. 洪杰XXXX高结构效率设计技术研究国家重大科技专项400万人民币2011.01-2015.1210. 马艳红航空发动机阻尼减振材料与结构动力学设计国家重大科技专项300万人民币2011.01-2015.1211. 马艳红XXXX研究与验证国家重大科技专项186万人民币2011.01-2015.1212. 李琳一种新型XXXX的研制国家重大科技专项120万人民币2010.01-2012.0613. 石多奇XXXX复合疲劳分析技术国家重大科技专项65万人民币201

24、1.11-2014.1014. 李琳基于一类智能结构的高超飞行器操纵稳定性和机动性的控制原理研究国家自然科学基金重点项目300万人民币2011.01-2014.1215. 阎晓军基于材料强度分布的定向凝固涡轮叶片寿命预测国家自然科学基金30万人民币2009.01-2011.1216. 李秋实基于边界涡量流的浸入式运动边界方法研究国家自然科学基金60万人民币2012.01-2015.1217. 孙晓峰实现叶轮机流固耦合数值模拟的一种新途径国家自然科学基金42万人民币2011.01-2013.1218. 李晓东一种通用宽频时域阻抗边界条件的建立与验证国家自然科学基金38万人民币2010.01-20

25、12.1219. 景晓东航空发动机消声短舱技术中测量与控制声阻抗方法的研究国家自然科学基金38万人民币2011.01-2013.1220. 陆利蓬基于湍流非平衡输运特性改进湍流模型对角区分离模拟能力的研究国家自然科学基金37万人民币2010.01-2012.1221. 刘宝杰叶片三维造型对压气机端壁区复杂流动的影响及其模化研究国家自然科学基金37万人民币2010.01-2012.1222. 吴宏新型高效气膜冷却孔型的研究国家自然科学基金36万人民币2010.01-2012.1223. 邹正平非定常激励下叶片表面边界层拟序结构时空演化机制探讨国家自然科学基金33万人民币2008.01-2010.

26、1224. 马宏伟转子叶顶周向非均匀间隙影响轴流压气机气动性能机理的实验研究国家自然科学基金33万人民币2008.01-2010.1225. 李志平叶轮机械非定常涡量时空结构的空间尺度疑题国家自然科学基金25万人民币2010.01-2012.1226. 李绍斌叶轮机非定常流场时空结构相似的Strouhal数疑题国家自然科学基金25万人民币2012.01-2014.1227. 王方液雾燃烧考虑液滴不同火焰状态的“多尺度串级模拟”方法和试验研究国家自然科学基金24万人民币2012.01-2014.12重要国际学术组织任职和承办国际会议情况序号任职人组织/会议名称所任职务1. 陈懋章Internat

27、ional Symposium on Jet Propulsion and Power Engineering大会主席2. 孙晓峰AIAA Journal of Propulsion and Power顾问编委3. 孙晓峰Japan Gas Turbine Institute国际顾问4. 陶智International Centre for Heat and Mass Transfer北京分会副理事长5. 陶智Propulsion and Power Research主编6. 陶智International Symposium on Jet Propulsion and Power Engin

28、eering大会执行主席7. 丁水汀International Symposium on Aircraft Airworthiness大会副主席8. 郭跃平American Institute of Aeronautics and AstronauticsAssociate Fellow9. 郭跃平Acoustical Society of AmericaFellow10. Chih-Jen (Jackie) SungCombustion InstituteFellow11. Chih-Jen (Jackie) SungAmerican Institute of Aeronautics and

29、 AstronauticsAssociate Fellow12. Chih-Jen (Jackie) SungAmerican Society of Mechanical EngineersFellow新研究领域的拓展（1）微型涡喷发动机关键技术研究建立微型涡喷发动机设计、机理研究和制造工艺，针对航空航天科学发展的方向，围绕国家航空航天科技发展的规划，在国内率先开展厘米级微型涡喷发动机的研究工作。（2）大型飞机降噪技术提出了一种新型处理机匣结构和噪声处理方法，通过气流与声波在机匣上的谐波反复反射，可以有效提高航空发动机效率和降低噪音，是一种首创的主动控制噪音方法，同时提出新的消声声衬降噪设计方

30、法，为消声短舱的声学设计提高技术支持；获得了能高精度数值模拟包括内外涵复杂喷嘴结构喷流噪声的CAA方法和计算软件；建立一种适于Navier-Stokes方程的非线性完全耦合无反射边界条件；解决了国际上计算气动声学数值模拟中时域阻抗边界条件的通用性及适定性问题；发展了一种变时间步长龙格库塔间断迦辽金方法，极大提高了处理计算气动声学多尺度物理问题的计算效率。（3）非光滑叶片叶轮机设计与流场测试技术通过研究非光滑叶片表面型式对叶片附面层、叶片尾迹、叶栅内三维湍流流场及损失分布的影响，研究非光滑表面对压气机和涡轮叶栅内流动损失的影响及工作机制，为建立相应的非光滑叶栅设计物理模型提供技术数据储备。通过流动显示、流场测量等多种手段研究了非均匀叶顶间隙影响压气机气动性能的物理机制，筛选了采用非均匀间隙控制叶顶泄漏流、提高压气机性能的技术方案，为验证相关的压气机气动计算提供了流场数据。（