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在能源系统中,热力学与流体力学构成两大核心基础学科,二者共同支撑能量转换与传递过程的分析及工程设计。从火力发电厂的朗肯循环,到燃气轮机的布雷顿循环,再到热泵与制冷机的逆循环,各类能源技术的热经济性分析均以热力学的精确核算为基本依据。流体力学则聚焦于水、蒸汽、气及超临界二氧化碳等工质的实际流动行为:通过伯努利方程解析压力与速度之间的转换关系,基于阻力损失模型优化管道与阀门设计,并借助三维流动分析提升叶轮机械的运行效率。
没有流体力学的精密计算,即便热力循环在理论上趋于完善,也难以在实际工程中可靠实现——锅炉可能因水动力不稳定而发生故障,汽轮机叶片面临复杂激波引发的振动风险,热网管道则可能因泵与系统不匹配而导致能耗显著上升。两大基础学科的深度融合与协同创新,始终是推动能源系统技术进步的关键路径。
Processes 期刊邀请了天津大学周生权博士、南开大学副教授陶俊宇、河南工业大学研究员王志伟,合作创立特刊“Thermodynamics and Fluid Mechanics in Energy Systems (能源系统中的热力学与流体力学)”。本期特刊旨在探究热力学原理与流体力学之间的关键相互作用,以在现代能源系统的设计、分析和优化过程中发挥重要作用。特刊征稿范围包括但不限于以下主题:
热量管理:探索多种能源系统的转换机制,重点研究燃烧系统中的热化学过程,以及生物质/固体废物的清洁利用技术;
流体动力学:采用先进方法研究气体与液体在能源系统中的流动行为,涵盖层流与湍流流态及其对系统效率的影响;
能量转换过程:分析锅炉、发动机及涡轮机中采用的热力循环,重点关注效率提升与创新设计。
投稿截止日期:2026年8月31日
客座编辑介绍
周生权 博士(天津大学)
现任天津大学环境科学与工程学院博士后/助理研究员,天津市生物质废物利用重点实验室副主任,天津市可再生能源学会生物质能专委会秘书长。研究方向为低碳燃料 (生物质燃气、绿氢、绿氨) 制备与低氮燃烧,以及过程CFD模拟和光学诊断;主持国家自然科学青年基金、国家重点研发计划子课题 (2项)、中国博士后科学基金特别资助、天津市自然科学青年基金等国家及省部级科研项目共7项;以唯一第一/通讯作者在能源与燃烧领域顶刊Progress in Energy and Combustion Science (IF=37.0)、Combustion and Flame 等发表学术论文22篇 (其中中国科学院1区、2区论文18篇);排名前三获授权发明专利6项,申请发明专利4项 (含2件国际专利),参编高等教育出版社教材《物理性污染控制》,曾获2022年天津市科技进步一等奖 (R6/12)、2024年中华环保联合会科技进步二等奖 (R6/10)。
陶俊宇 副教授(南开大学)
南开大学环境科学与工程学院副教授,入选中国科协青年人才托举工程、南开大学百名青年学科带头人,主要从事垃圾智能识别分选与资源化利用研究,主持国家自然科学基金面上/青年项目、国家重点研发计划项目子课题等,曾获国家科技进步奖一等奖、天津市科技进步奖一等奖、海南省技术发明奖一等奖等奖励。
王志伟 研究员(河南工业大学)
现任河南工业大学环境工程学院研究员、博士生导师、河南工业大学碳中和研究院负责人、郑州市有机固废转化碳中和技术国际科技合作基地主任。主要研究方向为生物质及有机固体废弃物热化学转化、绿色碳源、碳中和关键技术、负碳及全生命周期评价。主持和参与国家重点研发计划、国家自然科学基金等30余项科研项目;发表学术论文200余篇 (SCI收录120篇),连续入选年度全球前2%顶尖科学家榜单;获授权中国发明专利28项、美国发明专利2项;获国家科技进步奖二等奖1项,省部级科技进步奖一等奖5项、二等奖7项。获国务院政府特殊津贴、河南省优秀专家、中原科技创新领军人才等荣誉称号,兼任中国可再生能源学会生物质能专委会委员、《农业工程学报》编委、河南省青年科技工作者协会副会长等学术职务。
了解更多特刊信息:https://www.mdpi.com/si/244784
Processes 期刊介绍
主编:Giancarlo Cravotto, University of Turin, Italy
期刊主题涵盖化学、生物、材料、能源、环境、食品、制药、制造等相关过程工程领域。目前已被Scopus、SCIE (Web of Science)、Ei Compendex、Inspec等数据库收录。
2024 Impact Factor: 2.8
2024 CiteScore: 5.5
Time to First Decision: 14.9 Days
Median Publication Time: 36 Days
期刊主页:https://www.mdpi.com/journal/processes

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