機械工程綜合課題：熱機與熱力學研究

工程學/熱物理

項目背景

1860年，比利時工程師艾蒂安·勒努瓦以蒸汽機為藍本制成世界上第一臺實用內燃機，并且實現(xiàn)量產(chǎn)。雖然這臺內燃機效率僅有2%-3%，卻宣告了第一次工業(yè)革命蒸汽時代結束。時至今日，熱力學已經(jīng)成為現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)基石，更是機械工程核心研究領域。學習與發(fā)展內燃機技術，有助于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標，確保所有人取得可負擔、可靠、永續(xù)、現(xiàn)代的能源，應對氣候變遷及其深層影響。項目將聚焦機械工程熱力學核心研究領域。

項目介紹

項目內容涉及內燃機設計、運行對性能的影響，內燃機效率，燃料需求，環(huán)境影響等。學生將通過項目綜合運用流體、熱力學、燃燒傳熱知識，分析內燃機功率、效率和排放等燃料特性，掌握不同類型內燃機設計和運行特性，譬如火花點火內燃機、柴油內燃機、分層充氣內燃機、混合循環(huán)發(fā)動機，在結束時提交項目報告，進行成果展示。

個性化研究課題參考：

家用燃氣熱水器水循環(huán)特性分析及在線監(jiān)測

超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)系統(tǒng)動態(tài)特性研究

不同熱機循環(huán)下碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)熱力學分析

適合人群

高中生/大學生

工程熱物理、機械工程、航空航天工程等相關專業(yè)或者對熱機與動力工程、能源感興趣的學生；學生需要具備數(shù)學微積分、熱力學基礎

導師介紹

耶魯大學終身正教授

Alessandro導師現(xiàn)任耶魯大學機械工程終身正教授、耶魯燃燒研究中心主任，在耶魯大學講授熱力學、流體力學、空氣動力學等課程，曾任工程與應用科學研究生院院長、《科學和技術》期刊副主編，榮獲美國自然科學基金（NSF）青年研究者獎，持有美國康涅狄格州科學院會員席位，擁有耶魯大學博士后、普林斯頓大學機械與航空航天工程博士學位。Alessandro導師的研究興趣聚焦燃燒過程與靜電噴涂及其應用，在國際知名學術期刊發(fā)表論文百余篇，引用量6059，擁有4項專利。

任職學校

耶魯大學（Yale University）始建于1701年，是聞名世界的私立研究型大學，常青藤盟校之一，美國第三古老的高等教育學府，也是美國大學協(xié)會（AAU；研究型大學聯(lián)盟，會員門檻極高，被許多機構視為衡量大學學術研究和品質的基準）14個創(chuàng)始院校之一。耶魯大學長期以來蟬聯(lián)泰晤士高等教育THE最具聲望大學前十名，在2020年U.S.News美國大學排名位列第3。

項目大綱

功、熱與熱力學第一定律 Work, heat and the first law of thermodynamics

系統(tǒng)、性質和狀態(tài)：熱力學第一循環(huán) System, properties and state; thermodynamic cycles

卡諾循環(huán)與內燃機I Carnot cycle; internal combustion engines I

內燃機II Internal Combustion Engines II

燃氣機輪 Gas turbines (time permitting) or left over from previous weeks

項目回顧與成果展示 Program Review and Presentation

論文輔導 Project Deliverables Tutoring

時間安排與收獲

7周在線小組科研學習+5周論文輔導學習 共125課時

學術報告

優(yōu)秀學員獲主導師Reference Letter

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表（可用于申請）

結業(yè)證書

成績單