化能学院紧扣能源动力专业硕士学位研究生培养目标,引导研究生深入真场景、探寻真问题,打造崇尚学术的科研学习氛围。近期,2023级能源动力硕士研究生陆续产出了多篇高水平的科研成果。
何睿智:“Photothermal enhanced percrystallization using inorganic carbon membrane for mineral and water recovery”
2023级能源动力硕士研究生何睿智以论文第一作者在国际权威期刊《Desalination》(中科院1区)上发表题为“Photothermal enhanced percrystallization using inorganic carbon membrane for mineral and water recovery”学术论文,肖烈晖博士为通讯作者,东莞理工学院为第一完成单位。
研究团队通过高温碳化工艺在陶瓷基底表面构建了具有优异光热转换性能的碳层,成功制备出新型无机碳膜。实验表明,在1000 W/m²光照强度下,膜表面温度可快速升至70℃,显著提升溶液界面蒸发速率。该系统在40℃、25 wt%盐浓度条件下实现7.2 kg·m⁻²·h⁻¹的盐通量和11.01 kg·m⁻²·h⁻¹的水通量,较无光照条件分别提升38%和31%。机理研究表明,碳层的光热效应有效降低了溶液界面液膜厚度,抑制晶体聚集现象,促进晶体喷射分离。通过优化操作参数,揭示了温度梯度与浓度极化对结晶行为的协同调控机制,实现了“盐壳脱落-块状喷射-晶体喷射”三种结晶模式的可控转化。该工作为液态矿产资源的高效回收提供了创新解决方案,同时为光热材料在分离工程领域的应用开辟了新方向。


尹炜星:“Optimal design of a wavy Micro-Channel based on Multi-Objective genetic algorithm”
2023级能源动力硕士研究生尹炜星以第一作者在国际知名期刊《Thermal Science and Engineering Progress》(中科院2区)上发表题为“Optimal design of a wavy Micro-Channel based on Multi-Objective genetic algorithm”学术论文,黄斯珉研究员和葛亚副教授为共同通讯作者,东莞理工学院为第一完成单位。
研究团队通过多目标优化方法优化波纹MCHS的热阻(θ)和压力损失(Δp)。MCHS的通道形状通过调整沿流动方向均匀分布的七个节点(Si)的坐标进行控制。遗传算法与CFD软件COMSOL Multiphysics相结合,以确定具有最佳θ和Δp的Pareto前沿。Pareto前沿表明,通过在中后部适当引入扰动,并且逐步提高进口段流道宽度可以提升综合性能。随后采用Spearman相关系数揭示Si与目标函数之间的相关性,结果还表明下游节点的相关性更高。此外,采用多目标决策算法确定OptimalTOPSIS作为最佳折中方案。与直通通道相比,OptimalTOPSIS不仅将Δp降低了40.8%,还改善了基材温度的均匀性约4.2%。


刘赞奇:变温壁驱动腔内热蠕流特性的离散统一气体动理学格式模拟
2023级能源动力硕士研究生刘赞奇以论文第一作者在中文核心期刊《物理学报》上发表题为“变温壁驱动腔内热蠕流特性的离散统一气体动理学格式模拟”论文,陶实副教授为通讯作者,东莞理工学院为第一完成单位。
研究团队采用离散统一气体动理学格式 (DUGKS) 模拟研究了方腔内的热蠕流动。数值结果表明: 方腔内气体流动与传热特性呈现周期性变化, 且不会出现反傅里叶热传递。变温频率、振幅和克努森数的提高均可增强腔内热蠕流动强度, 且变温壁面附近速度滑移和温度跳跃增大。St 和 Kn 的增大导致出现传热滞后现象, 壁面换热能力减弱。Ah 的增加对腔内温度场和速度场结构变化不大, 而壁面传热强度减小。这项研究工作为脉动加热驱动的微器件提供理论和设计优化指导。

(图文来源:何睿智、尹炜星、刘赞奇;一审:张博;二审:张刚;三审:杨方)