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以热防护之盾,护旋转爆震之焰 ——航空宇航学院研究生国家奖学金事迹

发布日期:2026-10-22  点击:

个人简介:

张颖欣,男,汉族,四川省乐山市人,共青团员,中北大学航空宇航学院航空宇航科学与技术专业2024级硕士研究生,师从李京阳教授。硕士期间,该生主要从事旋转爆震发动机热环境计算与分析、高效热防护技术及热防护结构优化研究,围绕强瞬态、非均匀性、高热载荷等难题开展主被动热防护设计与优化。该生以第一作者在中科院二区期刊发表SCI论文1篇,以第二作者发表SCI论文2篇,另有EI论文1篇在审、会议论文3篇、发明专利2项受理中,参与全国重点实验室项目3项。

个人事迹:

一、思想坚定,把个人理想写进强国强军的坐标

该生始终以共青团员的标准严格要求自己,积极参加学院组织的思政学习、主题团日与志愿服务,认真学习党的创新理论。中北大学深厚的人民兵工传统与太行精神,深刻影响了他的专业选择:本科就读飞行器设计与工程专业时他就认识到,航空发动机是国之重器,热防护等关键技术必须掌握在自己手中。正是这份信念让他坚定选择了航空宇航科学与技术,把研究方向与国家空天动力领域的需求紧紧绑在一起。导师“做国防科研,慢不得也急不得”的教诲被他写在笔记本扉页。他深知,一台发动机从图纸到翱翔蓝天,靠的是一代代人甘坐冷板凳的接续奋斗。

二、潜心科研,在爆震烈焰中求解“冷”的答案

入学后,该生系统修习了飞行器结构设计与分析、飞行器结构力学与有限元、空气动力学基础等课程,打下扎实的理论功底。他的课题直面旋转爆震发动机最棘手的问题:燃烧室内爆震波以每秒数千米的速度旋转传播,燃气温度高达2000—3000K,壁面热流密度可达1.2MW/m²,极端热负荷将工作时间限制在数秒之内。要延长发动机工作时间,就必须先摸清壁面热环境,再设计出靠得住的热防护系统。

一切从零开始。为建立旋转爆震燃烧数值计算模型,他从UG NX、SolidWorks建模学起,再用ICEM、Gambit、Fluent Meshing反复划分网格,用Ansys Fluent求解,用Tecplot、CFD-Post、Origin完成后处理。第一个三维模型反复推倒重来;算例连续一周不收敛,他就对照文献逐项排查边界条件、湍流模型与时间步长,把失败原因一条条记在实验记录本上。正是这份较真,让他掌握了旋转爆震燃烧数值计算方法,完成燃烧室等典型热端部件的热环境评估,并建立再生冷却计算模型、优化再生冷却结构。

摸清热环境规律后,他把精力投向冷却结构创新:首次提出针对旋转爆震燃烧室的轴向发汗冷却与全环发汗冷却研究;首次将具有单向导通特性的特斯拉阀结构设计为气膜冷却孔,抑制高温燃气反向侵入;首次将微孔壁设置为气膜孔出口,考察其对反侵的抑制与冷却效果;并进一步探索气膜与发汗复合冷却的协同特性。相关成果以第一作者发表于《Acta Astronautica》(SCI二区),以第二作者发表于《Physics of Fluids》《Case Studies in Thermal Engineering》(SCI二区),《旋转爆震燃烧室气膜—发汗复合冷却特性数值研究》在《推进技术》(EI)审稿中。凭借CET-4、CET-6的英语功底,他独立完成英文论文撰写与修改,面对审稿意见逐条回应、逐项补算。

科研不止于纸面。他参与全国重点实验室项目3项:负责“旋转爆震发动机防热技术研究”中的燃烧数值计算与热环境评估;参与“火箭发动机喷管热、流—固—振动多场耦合烧蚀失效机理研究”中的陶瓷基复合材料热物性测量与氧乙炔烧蚀、振动疲劳试验数据分析;在“燃烧室内流、热测试与分析”中对9种以上典型工况开展燃烧—热—流—固数值计算,归纳外筒壁面温度与热流密度的分布规律。他还在第九届爆震与新型推进学术研讨会、中国宇航学会固体火箭推进专业委员会第四十二届学术年会等会议上交流成果,其中一篇获评优秀会议论文。

三、担当协作,在工程难题前做能扛事的人

课题组的研究是一条链条,他负责的建模与计算常常是同门等待的“上游”。为不耽误进度,他给自己定下规矩:当天的数据当天整理完毕,交付前必须自查量纲、边界与收敛性。攻坚阶段,他主动整理数值计算流程与参数设置规范,把建模、网格划分、求解设置中的易错点逐条记录并分享给同门;参会后认真对照专家意见逐条修改论文。实验室的设备维护、资料归档、会务协助,只要需要人手,他总是第一个报名。

四、自律向善,在烟火日常里积蓄前行的力气

从四川乐山到山西太原,跨越千里求学的他很快适应了北方的生活节奏。他坚持规律作息与体育锻炼,用健康的身体支撑高强度的科研;计算不顺的日子里,他会去操场跑几圈,把焦虑留在风里。他勤俭朴素、待人真诚,同门在仿真软件上遇到问题,他总是放下手中的活儿耐心讲解。他始终感恩父母的养育、导师提供的科研平台和手把手的指导,这份感恩让他在枯燥的求索中始终保有温度与韧劲。

大学感言:

做科研这几年我最深的体会是:冷板凳要坐得住,热问题才解得开。发动机壁面能扛住几千度高温,靠的不是奇迹,而是一次次计算、一次次试验积累出来的确定性。想对学弟学妹说:尽早走进实验室,哪怕只是帮师兄师姐划一划网格、整理一组数据,亲手摸到问题的感觉是课本给不了的;不要怕读英文文献,也不要怕算例不收敛,每一次失败都值得认真记录下来,它们终将成为你最扎实的底气;更别忘了照顾好身体,科研是一场长跑,比拼的从来不是谁起步更快。

荣誉奖励:

2026年10月,研究生国家奖学金

2026年,2025/2026学年研究生学业奖学金二等奖

2026年,2025/2026年度中北大学航空宇航学院三好学生

2025年,中国宇航学会固体火箭推进专业委员会第四十二届学术年会优秀会议论文

2025年,2024/2025学年研究生学业奖学金二等奖

2025年,2024/2025年度综合素质三等奖