脉冲爆震发动（pulse detonation engine，PDE）和转子发动机是动力机械的重要分支，具有广阔的应用前景。缸内燃烧不充分是限制其燃烧排放性能提升的瓶颈，主要原因是缺乏对燃烧室内流动和燃烧过程的深入认识。为此，本团队围绕脉冲爆震发动和转子发动机燃烧室内流动和燃烧的耦合机理展开了深入研究。

PDE采用近等容燃烧模式，具有热循环效率高、结构简单、推重比大、运行范围宽广等优点。基于OpenFOAM平台开发了模拟气相/气-液两相爆震过程的计算模型，研究了衍射和反射作用下梯度场、障碍物和管型等对爆震波起爆和传播过程的影响，研究气相/气-液两相爆震波起爆机理，并构建PDE快速起爆的系统设计方法。衍射爆震波二次起爆原理如图1所示。

转子发动机是往复式活塞发动机之外的另一种高效内燃机，由转子活塞的旋转运动直接带动输出轴旋转做功，具有结构简单、零部件少、运转平稳和功率密度高等优点。在增程式电动汽车和无人机等民用和国防领域都具有广阔的应用前景。通过搭建光学转子发动机台架以及转子发动机流动和燃烧计算模型，研究缸内气流运动及混合气形成规律，明确缸内流动和燃烧的耦合作用机制，转子发动机光学测试测试台架及缸内流动和燃烧计算模型如图2所示。

在“双碳”的战略背景下，探索了氨/氢、甲醇和生物柴油等“零碳”和“碳中和”燃料在转子发动机上的适应性，并基于燃料活性设计的思想设计了新型双燃料分层燃烧模式，为转子发动机节能减排和可持续发展提供了新途径。

项目负责人简介：潘剑锋（1978—），男，工学博士，江苏大学能源与动力工程学院教授，博士生导师，主要研究方向为动力机械燃烧过程与燃烧系统，零碳燃料燃烧、微尺度燃烧，转子发动机工作过程、缓燃向爆震转捩过程等。主持和参与国家自然科学基金项目和省部级以上项目10余项，授权发明专利60余项，出版中英文专著1部，发表SCI/EI论文230余篇，获省部级科技奖5项。

地址：江苏省镇江市学府路301号江苏大学能源与动力工程学院   

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