湖北省高校特色学科——工程热物理

工程热物理一、学科简介海军工程大学动力工程专业建于1950年，是全军唯一培养舰船动力及工程热物理领域高级专门人才的学科专业。1983年获工程热物理硕士学位授予权，1986年获同学科博士学位授予权，2005年获动力工程及工程热物理一级学科博士学位授予权。2001年舰船动力工程获评军队重点学科，2003年工程热物理获评湖北省重点学科，2008年工程热物理获评湖北省特色学科。2003年，工程热物理二级学科参加全国动力工程及工程热物理一级学科博士点评估，在25个参评单位中，本点整体水平列第13位(省内参评排名第二)，其中人才培养列第4位（省内参评排名第一），科学研究列第11位（省内参评排名第二），人才培养与科学研究综合列第5位（省内参评排名第一）。同年设立动力工程及工程热物理学科博士后科研流动站。目前工程热物理及其所在一级学科博士点都是全军唯一的。学科点拥有一支结构合理、朝气蓬勃的学术队伍。目前在编41人，教授10人，博士生导师8人（7人获博士学位），副教授/高工17人，45岁以下高职人员占63％。通过长期凝练和实践，形成了与海军建设联系紧密、稳定、特色突出、具有一定优势的五个研究方向：工程热力学与动力装置，传热、传质、热流体学及其应用，热机、热力系统的建模、仿真与优化，热物理量侧，热机、热力系统的状态监测、控制与故障诊断，热力系统的可靠性、维修性、安全性与保障性研究。拥有良好的教学科研条件，专业实验室面积达7700M2，其中省部级重点实验室2个。仪器设备值合计5680万元，其中万元以上仪器设备211台（件）。目前，建设强大海军对创新体系建设的需求，有大量工程热物理学科的科技创新（涉及动力、电器、电子、兵器乃至舰船）与高层次的创新人才的需求，使本学科点更有广阔的发展空间。二、研究方向1、工程热力学与动力装置适应舰船动力发展的需要，通过对有限时间热力学的研究发展了现代热机理论，开创了热机（及制冷与泵热）性能的“全息谱”研究方法；开创了有限时间火用经济及生态学最优性能研究，形成了能量系统有限时间分析的新分支；提出了广义热力学优化理论，将有限时间热力学理论扩展到传统的机械、电、磁、流体力学、化学系统、经济过程和动植物的生命过程进行最优设计和运行研究；研究了非牛顿传热及多种普适传热规律下各种循环性能及其它不可逆过程对循环性能的影响；改进了树网构造法，拓宽、深化了构形理论的研究。对现代热力学分支有限时间热力学及热力学优化和现代热机理论及其在能源利用、动力与制冷空调装置中的应用有重要的理论意义和实际应用价值。适应新军事变革的需求，开始了上述成果在军事装备上的应用研究。20年来，发现了一些新现象，认识了一些新规律，创立了新理论、新方法；研究成果既是前沿，又对舰船动力的发展有指导意义，具有广阔的应用前景，在国内外居前列。2、传热、传质、热流体学及其应用在国家自然科学基金及总部预研等项目支持下，于舰艇尾流（热、光、磁、电导率）、水压场、水下超空泡射弹、传热对流动的影响及接触溶化等方面的研究中发现了新现象、认识了新规律，于国内最早实验显示了湍斑产生与发展、边界层由层流向湍流过度的动态过程及传热对其的影响，在国内最早开展了船舶热尾流形成和发展规律的研究，进而开展了对舰船光（气泡）尾流、磁尾流、电导率尾流等非声尾流较全面的研究，开展了舰船航行对水压场影响及变速航行体产生超空泡的流场研究，开展了传热反问题与红外成像相结合的热诊断研究；相关成果对侦潜、制导、发展对抗手段及新武器开发有重要意义，多数研究在国内开展的早，居领先地位。3、热机、热力系统的建模、仿真与优化该方向是“工程热物理”与动力工程各专业领域相结合形成的，在对系统与设备的动态过程（涉及热力学、传热传质学、流体力学、燃烧学以及机械学与控制科学等多学科领域）的正确理解基础上开展工作的；以现代热机理论（以现代热力学为基础）及热力系统动态学与其它学科广泛交叉是其特点。适应不同需要，对舰船蒸汽动力（包括核动力二回路）、燃气轮机动力开展系统与设备等不同层次的建模；开展了舰船热动力系统选型论证、初步设计优化工作，建立了蒸汽、燃气涡轮机级和级组，径、轴流式压气机级和级组等多目标优化和遗传优化算法，承担过舰船“***马力蒸汽动力装置初步设计”（获军队科技进步二等奖）；以热力系统动态学为基础开展仿真、模拟研究，研制了蒸汽动力模拟器、核动力二回路模拟器等一批技术先进、真实感强的模拟器。4、热物理量测，热力系统的状态监测、控制与故障诊断随着把信息获取技术、现代信息处理技术、信息传输技术（包括现场总线和局部网络技术）、与现代控制及诊断理论相结合，特别是非接触测量、场测量的应用，该方向越来越广泛的在海军装备发展与管理使用中发挥作用。以热物理量测为主，综合获取热、机械、化学、声、电、谱等信息，采用人工神经网络、灰色理论方法、信息融合技术等手段，实现对对象的状态监测与检测、状态评估与故障诊断；承担过系统、设备和局部系统与部件的不同级别、不同目的（监、检、评、诊）科研项目，以红外成像技术为主要手段的***艇机电设备状态监测与故障诊断研究等；相关研究成果可使长航的核潜艇避免电气火灾的威胁（已明原因的核潜艇沉没事故，电气火灾是第一“杀手”）。以现代控制理论（包括其最近的发展）和热力系统动态学为基础，开展蒸汽动力、燃气轮机动力和柴油机动力现代控制技术研究，***型驱逐舰舰组合动力装置监控系统国产化研究（1998年获国家科技进步二等奖）等。5、热力系统的可靠性、维修性、安全性与保障性研究本方向以“舰艇动力系统运用”为对象，研究其可靠性、维修性、安全性和保障性等方面的问题，是本学科与军事、管理等跨学科门类的多领域交叉、融合，海军特色浓，对海军的战斗力建设作用大。承担过多项舰船蒸汽动力（包括核动力二回路）、燃气轮机动力与内燃机动力的系统、设备与部件级的可靠性分析，技术状态评估与维修性研究；研制了一些提高现役舰船动力系统工作安全性的新技术（及产品）、新材料，例如所研制新型耐火材料用于国产与进口的舰用锅炉上，性能远优于原有材料，获得全军科技进步一等奖及发明专利。围绕主战舰艇（进口与国产）的动力系统开展技术保障研究，包括器材保障、维修保障、综合保障和综合保障标准化等，提高了保障水平、降低了费用，确保与提高了进口与国产舰艇的战斗力，对我军的“两成两力”建设作用大，效果显著，受到军委表扬。三、梯队人员学科点由孙丰瑞教授牵头建设，由陈林根、杨立、金家善、杨自春、张志宏、蒋小勤等具有博士学位的中青年博导担纲，一批学术水平高、业绩突出、教学科研能力强的年青副教授、硕导将陆续充实教授、博导队伍。孙丰瑞，男，中共党员，学科带头人，专业技术2级。1960年毕业于哈尔滨工业大学动力机械系，分配到海军工程大学任教，1993年被国务院学位委员会遴选为博士生导师。兼职全国高等学校工程热物理学会副理事长，湖北省工程热物理学会副理事长。获全国优秀博士学位论文指导奖、首届军队院校育才金奖，湖北省优秀教师，是全国“做出突出贡献的工程硕士学位获得者”指导教师，享受国务院政府特殊津贴，两次荣立三等功。主要研究方向为：工程热力学及动力与制冷泵热装置；热物理量测，热力系统的状态监测、控制与故障诊断。主持的《工程热物理学科建设与研究生培养的实践》获军队教学成果二等奖。在国内外核心期刊上发表论文610余篇，出版专著1部。获湖北省自然科学二等奖、三等奖和军队科技进步二等奖各1项。近五年（2003-2007年）拥有科研经费共426万元，年均85万元。目前承担国家项目2项，省部项目3项。陈林根，男，中共党员，海军大校，专业技术4级，学科带头人。1998年获博士学位，1999年在俄罗斯进海军工程学院修舰艇动力。从事有限时间热力学、自然组织构形理论、叶轮机械最优设计和舰艇动力系统技术保障等研究。先后两次被评为海军优秀青年，荣立二等功1次,三等功3次。1998年获首届中国科协“求是杰出青年实用工程奖”。2000年被评为全军院校教书育人优秀教师,获政府特殊津贴。2001年获“全国百篇优秀博士学位论文奖”,并被评为全军优秀教师。2003年被评为海军党风廉政建设先进个人,全军优秀博士,全军优秀硕士导师，获军队一类岗位津贴。2004年获军队优秀专业技术人才一类岗位津贴，入选教育部新世纪优秀人才资助计划。2005年被评为武汉市科技新秀。2006年入选海军高新科技人才工程高级专家培养对象，新世纪百千万人才工程国家级人选，并当选为海军第十次党代会代表。2001年任海军工程大学核能科学与工程系主任。2004年11月任研究生院（筹）院长。兼职海军学位与研究生教育专家组副组长，湖北省研究生教育研究会常务理事，湖北省研究生德育研究会常务理事，空泡物理与自然循环国防科技重点实验室学术委员会委员，中国工程热物理学会工程热力学分科学会委员，中国能源研究会热力学及工程应用专委会委员，中国造船学会轮机工程学委会涡轮机与锅炉分会副主任，AdvancesinEngineeringScienceJournal主编，AppliedEnergy,OpenMechanicalEngineeringJournal，OpenMechanicalEngineeringReviews，OpenMechanicalEngineeringLetters，工程热物理学报，燃气轮机技术和海军工程大学学报编委。先后获湖北省自然科学二等奖、三等奖各1项（均为第1获奖人）,全军科技进步二等奖1项（第8获奖人）、三等奖3项（分别为第1、第2和第4获奖人），全军优秀教学成果二等奖两项（分别为第1和第2获奖人）,海军优秀教育科研成果二等奖两项（分别为第2和第3获奖人）,湖北省自然科学优秀论文一等奖两项（均为第1获奖人）、二等奖1项（第2获奖人）、三等奖两项（分别为第1和第2获奖人）。招收指导硕士生27名、博士生20名、博士后3名，已毕业论文均为大学优秀论文，并有1篇获全国优秀博士学位论文提名奖，1篇获湖北省优秀博士学位论文奖，4篇获全军、5篇获海军、5篇获湖北省优秀硕士学位论文奖，1篇获全军、1篇获海军优秀硕士学位论文提名奖。主持“973”项目研究任务、新世纪优秀人才基金、全国优秀博士学位论文作者专项资助基金等国家级项目3项，“XXX型舰船机电设备器材保障方案研究”等总装备部项目11项，海军装备部项目12项，科研经费总额近三千万元。截止2008年7月，相继在美国纽约出版专著两部，在国内出版专著两部，主编出版译著15部，在欧美国际学术刊物上发表学术论文300篇（第一作者127篇），据不完全统计，已有188篇为SCI摘录，270篇为EI摘录，1410篇次为国外学者正面引用，730篇次为国内学者正面引用（自引除外）。杨立，男，中共党员，学科带头人。1995年获博士学位，现为海军工程大学船舶与动力学院动力工程系热力工程教研室主任；荣获军队院校育才银奖、海军工程学院优秀教师、军队优秀专业技术人才二类岗位津贴获得者。2003年4月至2004年3月英国曼彻斯特大学访问学者。兼职水中军用目标国防科技重点实验室客座专家和湖北省工程热物理学会理事。主要研究方向为：传热、传质、热流体学及应用；热物理量测，热机、热力系统的状态监测、控制与故障诊断。获中船总科技进步二等奖1项，军队科技进步二等奖1项，一级中国国防船舶科技报告1项，湖北省第三届高校电教教材评比一等奖1项，第四届军优秀电教教材一等奖1项，全军优秀教学成果二等奖1项、海军优秀课程一、二等奖和学校优秀课程一等奖各1项，2004年大学课堂授课质量奖1项。在《Heattransfer—AsianResearch》，《IMAJournalofAppliedMathematics》，《JournalofFluidMechanics》，《JournalofHydrodynamics》，《Journalofenhancedheattransfer》，《工程热物理学报》，《水动力学研究与进展》，《光学技术》等国内外重要刊物上发表论文100余篇，被SCI、EI和ISTP收录30余篇。出版译著《混沌对科学和社会的冲击》一部。金家善，男，中共党