针对先进发动机燃烧组织与优化的飞秒激光技术开发与应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91741205
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    300.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0606.热物性与热物理测试技术
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Development of advanced engines relies on fine organization and control of combustion, where combustion laser diagnostics play a key role. The behavior of femtosecond (fs) laser interaction with matter differs significantly from that of traditional nanosecond laser. Hence, development of advanced fs laser techniques provides new opportunities for R & D of engines. This project intends to perform systematic study, both experimentally and theoretically, of fs laser-induced chemiluminescence, multi-photon fs laser-induced fluorescence and fs laser filamentation. We would like to discover the discipline and mechanism of the interaction between the fs laser and the flow/combustion fields, and to build the relationship between the fs laser-induced spectral signal and the key parameters that could characterize the flow/combustion fields. The target is to develop new fs laser techniques for diagnosing flow/combustion fields in terms of velocimetry, shock wave structure, key intermediates, temperature, flame structure and mixture fraction. Meanwhile, this project intends to reveal the physical mechanism governing the long-range filamentous discharge by using fs laser-induced filamentation, and to realize the space-time regulation of the discharge, and to ultimately develop a new technique concerning engine ignition and combustion stabilization. Finally, the fs laser techniques developed in this project will be used in a scramjet to verify their applicability. This project is expected to enhance the independent innovation ability of our country in the area of flow/combustion laser diagnostics, and it will also benefit the general national interest in 'development of original scientific research equipment'.
先进发动机研发基于对燃烧的精细组织与控制,燃烧激光诊断技术在此起到关键作用。飞秒激光与物质相互作用的特性与传统纳秒激光区别显著,开发先进的飞秒激光技术将为发动机研发提供新契机。本项目拟通过系统开展飞秒激光光致化学发光、多光子飞秒激光诱导荧光和飞秒激光成丝的实验及理论研究,获取飞秒激光与流场/燃烧场相互作用规律及机理,建立飞秒激光产生的光谱信号与表征流场/燃烧场关键参量之间的关联,从而开发出流场速度、激波结构、关键组分、温度、火焰结构和混合分数等流场/燃烧场飞秒激光诊断新技术。同时,本项目还希望阐明飞秒激光引导电极长程丝状放电现象的物理机制,实现对放电的时空调控,从而开发出基于该原理的发动机点火与稳燃新技术。最后,本项目拟将新开发的一系列飞秒激光技术应用于超燃冲压发动机台架实验,验证技术的适用性。本研究将提升我国在流场/燃烧场激光诊断领域的自主创新能力,对推动国内开发原创科研仪器有重要意义。

结项摘要

先进发动机研发基于对燃烧的精细组织与控制,燃烧激光诊断技术在此起到关键作用。飞秒激光与物质相互作用的特性与传统纳秒激光区别显著,开发先进的飞秒激光技术将为发动机研发提供新契机。本项目拟通过系统开展飞秒激光光致化学发光、多光子飞秒激光诱导荧光和飞秒激光成丝的实验及理论研究,获取飞秒激光与流场/燃烧场相互作用规律及机理,开发出基于飞秒激光的流场/燃烧场的诊断新技术;同时,本项目还希望阐明飞秒激光引导电极长程丝状放电现象的物理机制,并开发基于该机制的发动机点火技术。最后,将新开发的一系列飞秒激光技术应用于超燃冲压发动机台架实验,验证技术的适用性。.在本项目的研究中,取得了以下主要进展。首先,通过实验和理论研究,建立了飞秒激光产生的光谱信号与表征流场/燃烧场关键参量之间的关联,并开发出流场速度、激波结构、关键组分、温度、火焰结构和混合分数等流场/燃烧场飞秒激光诊断新技术,为进一步研究燃烧机理从而实现燃烧控制提供了支撑。其次,阐明了飞秒激光引导电极长程丝状放电现象的物理机制,实现了对电极放电的精确时空调控,并开发出基于该机理的发动机点火与稳燃新技术。最后,将新开发的一系列飞秒激光技术应用于超燃冲压发动机台架实验,国内首次实现了超燃冲压发动机内火焰结构二维成像,并通过放电等离子体实现了超声速燃烧的点火与稳燃,验证了技术的适用性。本研究对提升我国在流场/燃烧场激光诊断领域的自主创新能力,推动国内开发原创科研仪器有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(47)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
Mixing and combustion characteristics in a cavity-based supersonic combustor with different injection schemes
不同喷射方案腔式超音速燃烧室的混合与燃烧特性
  • DOI:
    10.1016/j.actaastro.2019.02.012
  • 发表时间:
    2019-06
  • 期刊:
    Acta Astronautica
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Song Xiliang;Wang Hongbo;Sun Mingbo;Cai Zun;Liu Chaoyang;Yu Jiangfei
  • 通讯作者:
    Yu Jiangfei
放电等离子体高精度空间分辨光谱测量方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    田轶夫;李博;高强;朱志峰;朱家健;李中山
  • 通讯作者:
    李中山
LIF技术在HCCI发动机甲醛定量测量中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    燃烧科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张大源;高强;李晓峰;李红;李博;李中山
  • 通讯作者:
    李中山
Lean blowoff behavior of cavity-stabilized flames in a supersonic combustor
超音速燃烧室空腔稳定火焰的稀薄吹熄行为
  • DOI:
    10.1016/j.ast.2020.106427
  • 发表时间:
    2020-12
  • 期刊:
    Aerospace Science and Technology
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Hongbo Wang;Xiliang Song;Liang Li;Yuhui Huang;Mingbo Sun
  • 通讯作者:
    Mingbo Sun
Ammonia Measurements with Femtosecond Two-Photon Laser-Induced Fluorescence in Premixed NH3/Air Flames
在预混合 NH3/空气火焰中使用飞秒双光子激光诱导荧光测量氨
  • DOI:
    10.1021/acs.energyfuels.9b02121
  • 发表时间:
    2020-02-01
  • 期刊:
    ENERGY & FUELS
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Liu, Jixu;Gao, Jiang;Li, Zhongshan
  • 通讯作者:
    Li, Zhongshan

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其他文献

应用于Buck电路的滑模算法研究
  • DOI:
    10.13911/j.cnki.1004-3365.2017.04.025
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    微电子学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王典;李博;赵宇红;李彬鸿;罗家俊;林雪芳;阿拉·布鲁诺
  • 通讯作者:
    阿拉·布鲁诺
Simulation and analysis of time lens using cross phase modulation and four-wave mixing
使用交叉相位调制和四波混频的时间透镜仿真与分析
  • DOI:
    10.7498/aps.61.014203
  • 发表时间:
    2012-01
  • 期刊:
    ACTA PHYSICA SINICA
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    李博;谭中伟;张晓兴
  • 通讯作者:
    张晓兴
叙事医学理念下医患共建临床治疗模式的方法探索
  • DOI:
    10.13288/j.11-2166/r.2020.18.011
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中医杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张瑞;李博;王东东;中山健夫;森临太郎;黄坡;闫雨蒙;冯硕;胡晶;刘清泉
  • 通讯作者:
    刘清泉
基于近似观测的加权L_1压缩感知SAR成像
  • DOI:
    10.14183/j.cnki.1005-6122.201806014
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    微波学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李博;刘发林;周崇彬;王峥;韩浩
  • 通讯作者:
    韩浩
真空膜蒸馏法浓缩黄芩提取液的工艺研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中成药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    石飞燕;李博;潘林梅;郭立玮
  • 通讯作者:
    郭立玮

其他文献

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李博的其他基金

面向超声速流场/燃烧场的飞秒激光分子标记测速技术的研究
  • 批准号:
    U2241258
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    260.00 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
应用于复杂气体流场的飞秒激光电子激发示踪测速技术信号增强与算法研究
  • 批准号:
    52176169
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
应用于复杂气体流场的飞秒激光电子激发示踪测速技术信号增强与算法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
混合谱系白血病AIF-1/NFκB介导的调控机制研究
  • 批准号:
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  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
受限空间内高强度小尺度湍流与燃烧相互作用机理的多场多组分高时空分辨激光光谱可视化研究
  • 批准号:
    91541119
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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热协流助燃射流火焰中预混和非预混无焰燃烧机理的激光光谱学研究
  • 批准号:
    51306128
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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