機械工程綜合課題：熱機與熱力學(xué)研究

工程學(xué)/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(nèi)燃機，并且實現(xiàn)量產(chǎn)。雖然這臺內(nèi)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(jié)束。時至今日，熱力學(xué)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(lǐng)域。學(xué)習與發(fā)展內(nèi)燃機技術(shù)，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(yīng)對氣候變遷及其深層影響。項目將聚焦機械工程熱力學(xué)核心研究領(lǐng)域。

項目介紹

項目內(nèi)容涉及內(nèi)燃機設(shè)計、運行對性能的影響，內(nèi)燃機效率，燃料需求，環(huán)境影響等。學(xué)生將通過項目綜合運用流體、熱力學(xué)、燃燒傳熱知識，分析內(nèi)燃機功率、效率和排放等燃料特性，掌握不同類型內(nèi)燃機設(shè)計和運行特性，譬如火花點火內(nèi)燃機、柴油內(nèi)燃機、分層充氣內(nèi)燃機、混合循環(huán)發(fā)動機，在結(jié)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(xué)分析

適合人群

高中生/大學(xué)生

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

導(dǎo)師介紹

耶魯大學(xué)終身正教授

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

任職學(xué)校

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

項目大綱

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

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

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

內(nèi)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(dǎo) Project Deliverables Tutoring

時間安排與收獲

7周在線小組科研學(xué)習+5周論文輔導(dǎo)學(xué)習 共125課時

學(xué)術(shù)報告

優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)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(jié)業(yè)證書

成績單