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eezyzyzzzee

木蟲 (著名寫手)

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工程熱物理學(xué)科熱力系統(tǒng)動態(tài)學(xué)十二五發(fā)展規(guī)劃

已有 2668 次閱讀 2009-8-18 07:46 |個人分類:生活點滴|系統(tǒng)分類:科研筆記|關(guān)鍵詞:國家自然科學(xué)基金，工程熱物理學(xué)科，熱力系統(tǒng)動態(tài)學(xué)，十二五發(fā)展規(guī)劃

工程熱物理學(xué)科熱力系統(tǒng)動態(tài)學(xué)十二五發(fā)展規(guī)劃
1          熱力系統(tǒng)動態(tài)學(xué)的背景與應(yīng)用前景
熱力系統(tǒng)動態(tài)學(xué)是工程熱力學(xué)的重要組成部分，其研究范疇既涉及宏觀層面的能源動力裝置及系統(tǒng)的動態(tài)學(xué)和控制，也涉及流動、燃燒、傳熱等熱物理過程的動態(tài)學(xué)和控制。熱力系統(tǒng)動態(tài)學(xué)主要研究熱力系統(tǒng)在各個時空尺度下的流動、燃燒、傳熱、能量轉(zhuǎn)換的動力學(xué)特性及其動態(tài)模型，研究熱物理過程的演化規(guī)律以及穩(wěn)定性（包括分岔、突變和混沌等），研究流動、燃燒、傳熱等微觀、介觀、宏觀過程的控制、優(yōu)化和狀態(tài)監(jiān)測方法，實現(xiàn)熱力系統(tǒng)安全、高效、環(huán)保地為人類服務(wù)的目的。
2          國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
隨著各種大型復(fù)雜能源動力系統(tǒng)的發(fā)展（如循環(huán)流化床、超超臨界機組、IGCC、多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)等），熱力系統(tǒng)表現(xiàn)出不確定性、非線性、大滯后和多回路耦合等特性，不確定性模型集建模、混雜系統(tǒng)建模方法開始引入熱力系統(tǒng)研究領(lǐng)域，熱力系統(tǒng)控制對各種先進控制策略也有很強的需求，熱力系統(tǒng)的多變量魯棒控制、預(yù)測控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、多模型控制、非線性控制等先進控制方法一直是重要的研究方向。
隨著熱力系統(tǒng)參數(shù)范圍的擴展，尤其是近年來航空航天領(lǐng)域的發(fā)展，許多熱力系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)了極端條件下的工程熱物理問題(高速、高溫、高熱流、高強度燃燒)，對象工作過程中特征時間尺度大大縮短，對象的分布參數(shù)特征表現(xiàn)明顯，面向流場、燃燒場的主動控制和分布參數(shù)控制對提高動力系統(tǒng)性能表現(xiàn)出了重要的作用，成為熱力系統(tǒng)控制研究的新熱點，與此同時，熱力系統(tǒng)內(nèi)部的非線性現(xiàn)象及由此引出的控制問題也引起了廣泛關(guān)注，熱力系統(tǒng)中廣泛存在著分岔、突變和混沌現(xiàn)象，其內(nèi)部物理機理涉及復(fù)雜的非線性動力學(xué)問題，在穩(wěn)定性分析方面Lyapounov方法已取得不錯的成果，但這些熱力過程中所出現(xiàn)的復(fù)雜非線性現(xiàn)象的建模和控制仍面臨很多難題，是一個有待大力開拓的研究領(lǐng)域。
在全球能源危機的背景下，以節(jié)能為目的的熱力系統(tǒng)優(yōu)化控制成為另一個熱點，特別是近年來伴隨著智能建筑、航空航天和可再生能源等現(xiàn)代能源動力系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，提出了大量與時變環(huán)境條件下熱力循環(huán)性能優(yōu)化緊密相關(guān)的問題，例如：現(xiàn)代化建筑的熱泵系統(tǒng)通過采用蓄冷設(shè)備和儲熱系統(tǒng)可以在變負荷條件下運用優(yōu)化控制策略降低空氣調(diào)節(jié)能耗。熱力系統(tǒng)普遍工作在時變環(huán)境（自然環(huán)境和用戶環(huán)境）之中，系統(tǒng)內(nèi)部儲能環(huán)節(jié)的存在會引起熱力系統(tǒng)運行效率的動態(tài)變化，運用最優(yōu)控制的理論和方法來優(yōu)化熱力系統(tǒng)在動態(tài)條件下的能量轉(zhuǎn)換過程具有重要的理論意義和實用價值。
熱力系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷是系統(tǒng)可靠工作的保障，一直是熱力系統(tǒng)動態(tài)學(xué)的研究內(nèi)容之一。為了有效監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)，熱力系統(tǒng)各部件和子系統(tǒng)都安裝了大量傳感器和大容量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，有效挖掘海量動態(tài)數(shù)據(jù)中蘊含的熱力系統(tǒng)演化規(guī)律和災(zāi)變機制，是預(yù)防和消除故障的重要手段，海量時序混合數(shù)據(jù)的知識發(fā)現(xiàn)、動態(tài)模式識別等成為重要的熱點研究課題。
3 研究內(nèi)容與科學(xué)問題
A．熱動力裝置和總能系統(tǒng)的建模、仿真和控制
（1）各種新型熱力過程和設(shè)備的機理、特性和規(guī)律。從復(fù)雜和繁多的子過程特性規(guī)律中簡化和提煉出系統(tǒng)層次研究需要的主要規(guī)律和特性，將其按照重要程度、因果關(guān)系和先后次序組合成滿足系統(tǒng)特性研究需要的過程、部件模型和系統(tǒng)級模型結(jié)構(gòu)。
（2）總能系統(tǒng)的抽象描述方法的研究，包括：適合系統(tǒng)描述、求解、分析和優(yōu)化的、多輸入多輸出形式的熱力系統(tǒng)模型表達方法；對象系統(tǒng)的“研究-開發(fā)-建設(shè)-運行和維護-退役”全生命周期的多產(chǎn)品、多準(zhǔn)則、多目標(biāo)的評價方法和指標(biāo)體系；多目標(biāo)和多情景的比較和優(yōu)化的理論和方法等。
（3）熱力系統(tǒng)建模及先進控制方法研究，包括：模型集辨識方法及魯棒控制，混雜熱力系統(tǒng)的建模理論及混雜控制，熱力學(xué)過程的分岔、突變等非線性行為的建模和控制；熱工流體網(wǎng)絡(luò)建模和實時化快速求解方法；非線性、大延遲、不確定的復(fù)雜熱力系統(tǒng)的全工況描述方法和非線性控制、智能控制；其他各種先進控制方法等。
（4）熱動力裝置和總能系統(tǒng)的優(yōu)化控制研究，包括：時變環(huán)境下含有儲能環(huán)節(jié)的熱力系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換過程建模，分布式多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)在環(huán)境隨機變化條件下的熱力系統(tǒng)運行優(yōu)化和節(jié)能控制等。
B．熱物理過程的建模和控制
（1）熱力系統(tǒng)流動燃燒場的主動控制和分布參數(shù)控制研究，包括熱力系統(tǒng)流動燃燒場等分布參數(shù)系統(tǒng)的低階描述方法（如偏微方程的慣性流形方法等）及控制方法，研究熱力系統(tǒng)流動燃燒過程的穩(wěn)定性、失穩(wěn)控制及主動控制技術(shù)。
（2）熱力系統(tǒng)中分岔、混沌等非線性熱物理現(xiàn)象的建模及控制。熱力系統(tǒng)的流動、燃燒、傳熱傳質(zhì)等過程是多控制因素作用的非線性強耦合過程，在特定的條件下系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性發(fā)生改變，出現(xiàn)分岔、突變以至混沌，影響熱力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和安全，急需開展相關(guān)的建模、監(jiān)測和控制方法研究。
C．熱力系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷
（1）熱力系統(tǒng)故障機理、模式分類和識別。研究復(fù)雜熱力系統(tǒng)（如分布參數(shù)系統(tǒng)和多相流系統(tǒng)）不同工作模態(tài)的產(chǎn)生機理、模式分類和自動識別方法。
（2）熱力系統(tǒng)動態(tài)數(shù)據(jù)挖掘。以熱力系統(tǒng)故障診斷和和運行優(yōu)化為主要目的，研究動態(tài)數(shù)據(jù)庫的知識發(fā)現(xiàn)原理、方法和技術(shù)，研究時序關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘、時序模式匹配技術(shù)、時序數(shù)據(jù)分類和時序異常模式發(fā)現(xiàn)方法。
（3）系統(tǒng)級故障檢測和診斷：隨著熱力系統(tǒng)大型化、復(fù)雜化和自動化水平的提高，熱力子系統(tǒng)在物質(zhì)流、能量流和信息流的關(guān)聯(lián)下各子系統(tǒng)之間的耦合更加緊密，以單一子系統(tǒng)作為研究對象的狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術(shù)已經(jīng)難以滿足需要，需要研究系統(tǒng)級的故障診斷方法，如基于圖理論的定性模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動的定量模型相結(jié)合的故障檢測和診斷方法等。
4 優(yōu)先發(fā)展方向
熱力系統(tǒng)動態(tài)學(xué)的總體發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)是：（1）瞄準(zhǔn)學(xué)科前沿和研究熱點，大力加強基礎(chǔ)理論研究，探索新型熱力系統(tǒng)動態(tài)過程的研究方法，建立和發(fā)展新的理論分析體系，爭取使我國的熱力系統(tǒng)動態(tài)學(xué)研究在原始創(chuàng)新能力方面處于國際前列，為學(xué)科的持續(xù)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻。（2）緊密圍繞國家經(jīng)濟發(fā)展和國家安全等方面提出的重大需求和迫切任務(wù)，大力開展熱力系統(tǒng)動態(tài)學(xué)技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)問題，為我國的經(jīng)濟發(fā)展提供及時的、強有力技術(shù)支撐和保障。
熱力系統(tǒng)動態(tài)學(xué)中、近期應(yīng)重點開展下列研究：新型熱力設(shè)備和系統(tǒng)的先進建模理論和方法，復(fù)雜熱力系統(tǒng)的建模、評價、優(yōu)化控制、狀態(tài)檢測與故障診斷，流動燃燒主動控制理論與方法。
熱力系統(tǒng)動態(tài)學(xué)3-5年內(nèi)優(yōu)先發(fā)展方向：
（1）    熱力系統(tǒng)的新型建模理論，包括不確定性模型集建模和混雜系統(tǒng)建模；
（2）    時變環(huán)境下多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)及可再生能源與化石燃料綜合互補利用系統(tǒng)的建模、評價與優(yōu)化控制理論；
（3）    熱力系統(tǒng)中流動、燃燒、傳熱等熱物理過程的分布參數(shù)控制、主動控制及復(fù)雜非線性熱物理過程的建模和控制；
（4）    熱力系統(tǒng)動態(tài)數(shù)據(jù)知識發(fā)現(xiàn)方法及系統(tǒng)級狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷。

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回復(fù)此樓

31樓2012-09-28 00:50:05

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zhixian-ma

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31樓: Originally posted by eezyzyzzzee at 2012-09-28 00:50:05
好吧，貌似科學(xué)網(wǎng)跟小木蟲有些過節(jié)，科學(xué)網(wǎng)的鏈接貌似打不開，我把原帖貼過來好了
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工程熱物理學(xué)科熱力系統(tǒng)動態(tài)學(xué)十二五發(fā)展 ...

非常感謝，經(jīng)過詳細的研讀，受益匪淺！

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靜，儉，悟，生，成

32樓2012-09-28 11:42:50

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eezyzyzzzee

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32樓: Originally posted by zhixian-ma at 2012-09-28 11:42:50
非常感謝，經(jīng)過詳細的研讀，受益匪淺！...

哥們，客氣嘍

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33樓2012-09-28 13:57:52

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cms20062006

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樓主現(xiàn)在還是沒有沉淀下來，有機會應(yīng)該和(柏？)導(dǎo)師多聊聊，你所說的喜歡方向在導(dǎo)師那也不一定沒有前途，而且如果你要是能深入到油頁巖的課題里面，應(yīng)該一樣會再次找到你的興趣點的！還有，北京的（李？）導(dǎo)師有多忙你知道嗎？想法是好的，導(dǎo)師要是忙的總也見不到，也夠你受的！

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34樓2012-10-04 20:31:37

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mxssky

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專業(yè): 工程熱物理相關(guān)交叉領(lǐng)域

想想煤燃燒和流體能聯(lián)系在一起嗎，現(xiàn)在吃香的不就是學(xué)科的交叉嘛，樓主加油吧，既然改變不了了，就努力把這個做好，相信你把流體的熱情投入到這一定可以做的好的

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35樓2012-10-05 21:24:52

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引用回帖:

34樓: Originally posted by cms20062006 at 2012-10-04 20:31:37
樓主現(xiàn)在還是沒有沉淀下來，有機會應(yīng)該和(柏？)導(dǎo)師多聊聊，你所說的喜歡方向在導(dǎo)師那也不一定沒有前途，而且如果你要是能深入到油頁巖的課題里面，應(yīng)該一樣會再次找到你的興趣點的！還有，北京的（李？）導(dǎo)師有多忙 ...

！�。。。。。。。。。。。。≌痼@了。您是何方高人？！�。�

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36樓2012-10-06 00:02:11

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工程熱物理學(xué)科熱力系統(tǒng)動態(tài)學(xué)十二五發(fā)展 ...

謝了！

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37樓2012-10-06 00:02:41

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8樓: Originally posted by 辛同學(xué)的賬號 at 2012-09-21 16:50:28

對煤化工實在無感，總感覺自己前途未卜。...

這么巧

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38樓2013-09-23 15:25:58

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樓主和我一個專業(yè)，專業(yè)太寬泛了感覺做什么都可以，導(dǎo)師給安排的工作完成好再去研究自己喜歡的方向吧，我感覺培養(yǎng)興趣挺難的，既然樓主很喜歡流體那就不要放棄啊，研究生階段不缺時間看你是不是愿意學(xué)了

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39樓2013-09-27 11:35:13

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