团队成员

葛海文 教授（组长）

团队主要研究方向：

1. 火箭发动机的数理建模、仿真与优化

面向火箭发动机的设计，研发包括超音速流动、燃烧、多相流、热-流-固耦合的多物理场在内的数理建模、仿真方法、AI代理模型、优化方法，以及基于AI智能体的“设计-仿真-制造-测试”一体化的新型开发平台，最终应用于火箭发动机的整体优化设计。

2. 火箭发动机复杂热流体的数理建模、仿真与优化

面向火箭发动机中的复杂热流体，开发先进的数理模型、数值算法、高性能计算、AI代理模型，研究其中的物理机理，应用于能源/动力产品的设计优化，以及工艺参数/过程参数的优化。重点研究化学反应流、多相流、湍流、传热传质、以及相互作用的物理机理，建立面向不同应用的各级数学模型。

3. 火箭发动机尾烟物理特征参数测量

面向火箭发动机试验与运行状态评估需求，研究发动机尾烟颗粒（炭烟、金属氧化物等）的物理特征，探索基于非光学传感技术的颗粒速度、浓度及粒径分布等物理参数的在线测量方法。重点研究高温、高速及强电磁干扰环境下的传感器优化设计、参数解耦问题，以及动态标定问题，建立尾烟颗粒物理特征与发动机工况及燃料之间的关联模型。研发尾烟多参数在线连续监测系统，为发动机特性评估、颗粒物排放表征及异常状态识别提供科学数据。

4. 可重复使用火箭发动机点火与再点火机理研究

面向可重复使用火箭发动机在高空关机后再启动、跨飞行阶段变工况启动及多次重复启动过程中的可靠点火需求，研究不同条件下的点火过程。重点揭示点火源能量沉积、初始火核形成、火焰传播与锚定、局部熄灭及再点火之间的耦合机理。构建点火延迟时间、火核存活时间和成功点火概率等评价指标，确定不同飞行阶段和环境条件下的点火成功边界、失效模式及其转变规律。结合数值模拟、实验测试和不确定性量化方法，为可重复使用发动机快速再启动、多次启动和全寿命运行提供理论支撑。

5. 超临界喷雾燃烧与含能颗粒凝胶推进剂雾化燃烧机理

面向高压火箭发动机及新型凝胶推进系统的燃烧组织与性能提升需求，围绕超临界压力下推进剂的喷射、雾化、混合与燃烧全过程，研究从亚临界两相喷雾向超临界类气态混合的相变转变机制，揭示湍流、传热传质、化学反应与多相界面之间的耦合作用规律；针对含金属/含能颗粒的凝胶推进剂，开展非牛顿流体喷嘴雾化与液滴破碎实验研究，揭示颗粒团聚与分散、液滴蒸发、含能颗粒点火与表面燃烧、气相火焰传播之间的多物理、多尺度耦合机理，建立面向超临界喷雾与凝胶雾化燃烧的高精度数理模型。重点研究高压强湍流条件下的喷雾燃烧不稳定、含能颗粒团聚对燃烧效率与两相流损失的影响，以及凝胶推进剂流变特性与雾化燃烧性能之间的定量关联，为新型高能推进系统的燃烧室设计、燃烧组织优化及燃烧稳定性评估提供理论依据和模型支撑。

6. 变推力液体火箭发动机喷注器流固热耦合与不稳定燃烧机理研究

面向可重复使用、变推力及着陆/姿控液体火箭发动机对宽工况稳定燃烧、热结构可靠性和长寿命运行的需求，研究以针栓喷注器为典型代表的喷注器内推进剂喷注、液膜/液滴破碎、雾化混合、湍流燃烧与结构热响应之间的流-固-热-声多物理场耦合机理。重点揭示喷注器几何构型、喷注动量比、节流深度、喷注压降及壁面热载荷对火焰稳定、热应力分布和燃烧不稳定性的影响规律。研究成果可为针栓喷注器及同类变推力发动机喷注器的优化设计、深度节流、热防护和可重复使用稳定运行提供理论和技术支撑。