​氣定聲娴——氣動聲學與非定常流團隊

時間:2021-12-13    來源:     供浏覽:

北航beat365英国官网网站的氣動聲學與非定常流團隊主要從事氣動聲學、葉輪機非定常空氣動力學及氣動彈性方面的研究工作。團隊目前有全職正高職稱人員4名,副高3名,中級研究人員1名,博士後1名,博士生20名,碩士研究生21名。其中團隊CPI為教育部“長江學者”特聘教授、國家自然科學基金傑出青年科學基金獲得者、973計劃項目首席科學家孫曉峰教授。

團隊承擔了國家級項目20餘項,包括科技部民口973項目1項(牽頭)、國家自然科學基金重大項目1項、工信部“兩機”基礎研究1項、國家自然科學基金“優青”項目2項。

在支撐行業發展方面,團隊與中國航發商用發動機有限責任公司、中國beat365英国官网网站、中國航發沈陽發動機設計研究所建立了航空發動機氣動聲學聯合創新中心(UICAA);團隊與中國航發集團建立了整機系統匹配及非定常流支撐團隊。在UICAA和支撐團隊架構下,先後為國産大涵道比航空發動機、大型運輸機和新一代軍用航空發動機的噪聲控制、燃燒室燃燒不穩定性問題和壓氣機葉片氣動彈性問題提供了有力的技術支撐。


團隊成立淵源與背景

氣動聲學與非定常流團隊依托于北航流體與聲學工程實驗室(Fluid and Acoustic Engineering Laboratory,FAEL),該實驗室成立于2000年。2018年8月15日北航航發院成立之際,實驗室主要成員轉入航發院,并培養和引進了3名研究人員,将團隊規模擴大到8人。

為了更好地解決航空發動機在氣動聲學、氣動彈性和流動穩定性等非定常流動和流固耦合問題方面面臨的挑戰,積極探索企業與高校間的合作新模式,團隊于2017年與中國航發集團成立了“航空發動機氣動匹配及非定常流分析支撐團隊”,并于2019年與中國航發商用發動機有限責任公司、中國beat365英国官网网站、中國航發沈陽發動機設計研究所建立了航空發動機氣動聲學聯合創新中心(UICAA)。

研究方向

團隊的主要研究方向包括流動穩定性,氣動聲學,氣動彈性和燃燒不穩定性。團隊系統地發展了航空發動機噪聲預測及控制方法、航空推進系統穩定性預測及控制方法以及燃燒不穩定性理論和控制方法。在計算氣動聲學及高精度數值模拟方面也發展出獨特方法,提出了一種計算運動邊界問題的譜方法,在氣動聲學、氣動彈性流固耦合問題中得到應用。此外,在波渦相互作用以及多孔闆聲阻抗模型方面做了系統性的研究工作,所發展的波渦相互作用模型對國際同類研究有顯著影響。

團隊現擁有低速大尺寸壓氣機實驗台、風扇實驗台、流管實驗台、聲學風洞和不同尺寸的聲學測量阻抗管等先進實驗測試平台,并建有大型并行計算中心。

人才培養與人才引進

人才培養

團隊多年來一直秉承尊重學生個性與自由探索科研的傳統,這一點在團隊的研究方向上得到了充分體現。氣動聲學是一門複雜的學科,涵蓋了現代流體力學和高等應用數學等諸多内容,團隊在最初開展的氣動聲學研究基礎上,通過多年來師生的共同探索,将研究足迹相繼延伸到了流動穩定性、氣動彈性和燃燒穩定性等諸多航空發動機領域的關鍵問題。科學研究上面每前進的微小一步和工程應用上面每取得的點點成功,其背後都是全體團隊成員個性發展與自由探索的結果,也是在這樣的科研氛圍裡面,老師與同學們共同成長,實現各自的人生目标。

孟子曾有“三樂”,之一便是“得天下英才而教育之”,一個團隊的成功與否還體現在其能否憑借研究成果和研究品味吸引到“天下英才”而“教育之”。在團隊裡任教的樂已無需多言,值得分享的是學生們的感受:

“讀博這幾年是人生中一段難忘的經曆,老師們不僅在各自的研究領域有所建樹,而且都特别樂觀和積極,組裡的氣氛比較開放和自由。”

“我覺得在組裡生活非常充實,老師同學實力都很強,感覺非常好。”

“在FAEL,既遇恩師,又逢良友。這裡有科研味兒,有生活味兒,有人情味兒。感恩遇見,感謝FAEL。不論何時何地,都會繼續走唯實求真的科研路,做朝氣蓬勃的FAELer。”

“教研室氛圍非常和睦,老師和藹可親,師姐師兄師弟師妹都特别好,感恩。”

“一晃5年過去了,時間真快。在FAEL的5年裡收獲甚多,不僅在學業上有老師和師兄弟的指導和幫助,在生活中也是讓我感受到了家的溫馨。在這個大家庭中,學術上追求卓越和穩紮穩打,生活上大家在活動中打成一片,玩的甚是歡暢。這裡氛圍自由,時間有松有緊,可以自由探索感興趣的問題,學術氛圍濃厚,很幸運在這裡成長。”

“FAEL有着自由寬松、交叉融合的學術氛圍,學生能夠憑興趣自由地學習和探索;導師與學生關系平等、融洽,鼓勵學生獨立思考、追求卓越,對學生的成長進步盡心盡力、不吝贊賞;團隊中的導師是北航最好的老師,學生也是北航最優秀的學生,整體上都非常積極上進、風清氣正。永遠懷念、感恩這充實、快樂的六年時光!”

“FAEL在我們人生最黃金的年華給了最好的學術和生活環境,留下了深刻的記憶,是我們永遠的精神港灣。”

德才兼備,知行合一。這是北航師生廣泛認同的做人做事的行為準則,團隊的人才培養也同樣以此為準繩,崇尚端正的品行與正直的為人,在豐富文化與科學知識的同時堅持追求真理、不斷學習和勇于實踐的基本理念。“收獲自己,收獲未來”,團隊同學們在讀期間均能夠取得原創性的科研成果、發表高水平的學術論文以及獲得各種各樣的學術獎勵,畢業後無論是留在高校還是進入企業院所,大部分人都投身到了祖國的航空事業,将學識換做祖國空天未來的同時也實現了自己的人生目标

人才引進

在人才引進方面,團隊有着自己獨到的見解。人才引進并不隻是意味着多了一個人把現有的項目幹完,還要考慮到他/她的未來發展,使其能夠具備獨立的科研能力,對團隊現有的研究方向和架構帶來擴充和互補

團隊今年進行了大膽嘗試,從英國羅羅UTC引進副研究員一名,其主要研究方向為發動機内流複雜流動的高保真數值模拟和發動機空氣系統,希望對團隊研究方向進行擴充。在研究工作方面,尊重其研究興趣,沒有直接指派任務,而是給予其自由的戰場(“自由探索空間”)和充足的彈藥(“科研資源”),使其具備自主戰鬥力(“獨立科研能力”)。在團隊氛圍方面,鼓勵大家積極交流,形成默契。

下面是高鋒分享的一些感受:

“我在加入團隊前心裡開始有些打鼓,這要從一個孫老師自己都不知道的故事講起:在法國,孫老師被稱為Grand Professeur('大教授'),主要意思是'很難聯系到,架子大'。加入團隊後,和孫老師接觸多了,我感覺到孫老師并不是'大教授',而是一個'大條、愛忘事、特别忙'的認真的學者。正如上面提到的,團隊的各位老師沒有給我指派科研任務,而是給了我充分的自由探索空間和科研資源。在遇到問題時都能得到大家及時、熱情的幫助。這些使我能夠輕松快速的融入到團隊中。我也會努力盡快形成自己的戰鬥力,和大家一起為祖國航發事業而奮鬥。”

國際影響力

團隊主要研究工作均發表在AIAA系列、ASME系列以及Journal of Fluid Mechanics、Physics of Fluids、Journal of Sound and Vibration、The Journal of the Acoustical Society of America、Journal of Computational Physics、Combustion and Flame等本領域頂級期刊上,出版《氣動聲學》、《高速葉輪機流動穩定性》、《Fundamentals of Aeroacoustics with Applications to Aeropropulsion Systems》等專著。團隊負責人孫曉峰教授2012年和2019年分别受到ICSV19(聲學國際三大會議之一)和ISABE(葉輪機領域著名國際會議)邀請在歐洲和澳洲做大會主題報告。此外,2019年和2022年團隊分别承辦Global Power & Propulsion Society (GPPS)和International Symposium on Unsteady Aerodynamics, Aeroacoustics and Aeroelasticity of Turbomachines(ISUAAAT)2項國際著名學術會議,極大提升我國學者在國際葉輪機領域的學術影響力。

技術攻關

團隊牽頭承擔了國内航空發動機氣動聲學和非定常流動領域多項重大項目,基礎研究和工程應用均取得了一系列實質性進展,相關成果在運20以及606所、624所和商發等多個重點型号上都得到了成功應用。例如:624所某型發動機兩級風扇部件研制過程中曾遭遇中低轉速裕度不足的問題,團隊應用獨立發展的SPS機匣處理擴穩技術,實驗證實該技術能夠在中低轉速提升綜合裕度6%-8%,實現全部工況裕度達标,并保持系統工作效率不發生改變。

團隊活動

團隊非常重視和鼓勵成員參加各種學術交流和國内國際會議,讓團隊成員了解學術前沿、并和同行展示自己的成果。在學習和科研之餘,團隊還會組織團建活動,讓大家在愉快的科研工作外進一步放松心情。例如團隊會在暑假駕車去爬山、到海邊宿營。團隊師生一起合作、搭帳篷、生火做飯,增進彼此了解和團隊協作能力。

16字團隊文化

尊重信任、自立自強

堅持原創、攻堅克難

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