2024年度国家自然科学基金专项项目“非理想爆轰推进高超流动机理及调控”指南

近日，基金委数学物理科学部发布《2024年度国家自然科学基金专项项目“非理想爆轰推进高超流动机理及调控”指南》，要点如下：

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爆轰波是一种激波与释热强耦合形成的自增压燃烧波，以气动增压替代复杂的机械增压，可将动力装置的等压燃烧升级为增压燃烧，进而大幅提升热循环效率。然而，推进系统爆轰波受非均匀混合和复杂流道构型影响，爆轰与爆燃并存、非理想释热特征突出，超出了已有理论模型的范畴。非理想爆轰涉及强激波、剧烈放热反应、可压缩湍流，共同诱导形成多尺度复杂燃烧流动现象，厘清现象背后的主导因素并建立相应模型成为基础研究的瓶颈难题。

一、拟资助研究方向和研究内容

1.非理想混合斜爆轰波动力学（申请代码1选择数学物理科学部A09下属代码）

开展喷射、雾化、蒸发对混合效率与总压损失影响的研究，建立含波前漩涡的非均匀介质斜爆轰波形态、起爆特征预测模型；厘清热化学非平衡效应对斜爆轰典型现象的影响，揭示其对波系结构及位置的影响机制；研究宽雷诺数范围下，斜爆轰波与受限空间壁面、层流/湍流边界层、接触面、漩涡等的干扰过程，揭示斜爆轰波反射及绕射时空演化规律；建立非理想混合斜爆轰波系预测模型，完成实验验证。

2.复杂流道旋转爆轰波动力学（申请代码1选择数学物理科学部A09下属代码）

考虑稳定波系与增强掺混设计约束，开展流道截面变化对波头及其衍生激波影响的研究，揭示流道收缩/扩张/突变对爆轰波自持传播的影响机制；阐明射流、漩涡、提前燃烧共同作用下次生波形成机制，发展波头特征和传播模态预测方法；揭示大尺度爆轰波系受边界层突变局部湍流结构影响机制，建立包含主波与次生波的非理想旋转爆轰波系预测模型，完成实验验证。

3.爆轰波诱导非理想释热机理与模型（申请代码1选择数学物理科学部A09下属代码）

开展液体碳氢燃料爆轰波演化机制研究，发展高动态响应光学观测技术和爆轰主导多尺度流动表征方法，阐明来流速度和喷注条件对提前燃烧的影响规律；揭示波前寄生、波后伴生、接触面卷吸三种典型非理想释热形成机制，揭示小尺度次生燃烧影响下大尺度燃烧流动特征及其演化机理；研究爆轰/爆燃混合流动释热区随来流速度、当量比的变化规律，获得非理想释热区演化机理，建立非理想释热表征模型，完成实验验证。

4.非理想爆轰推进一体化高动态调控方法（申请代码1选择数学物理科学部A09下属代码）

研究能量转换过程的热循环效率受非理想释热影响规律，发展液体碳氢燃料-空气在复杂流道中、非均匀混合条件下的旋转爆轰与斜爆轰推进性能快速评估方法；针对典型设计工况，以性能提升为优化目标，探索分布式燃料喷注等调控手段，通过构建高效分区燃烧削弱非理想释热效应，发展内流道波系上下游一体化调控方法；针对非设计点工况，探索射流、边界层抽吸、内流道变构型等调控手段，建立耦合进排气的内流高动态调控方法，完成宽速域爆轰推进集成实验验证。

二、资助计划

本专项项目资助期限为4年，申请书中的研究期限应填写“2025年1月1日-2028年12月31日”。计划资助4项左右，平均资助强度250万元/项左右。

三、限项要求

该项目申请时不计入限项；正式接收申请到国家自然科学基金委员会作出资助与否决定之前，以及获得资助后，计入限项。

四、申请时间

申请接收时间为2024年10月22日-2024年10月28日16时，校内截止时间为2024年10月26日。

2024年度国家自然科学基金专项项目“非理想爆轰推进高超流动机理及调控”指南

国家自然科学基金委员会数学物理科学部

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校内申报截止时间为：2024年10月26日

校内联系人：耿晓光

联系方式：010-62332207，gengxg@ustb.edu.cn

办公地点：办公楼229