科技的進(jìn)步推動(dòng)了人類(lèi)工業(yè)文明的快速發(fā)展，然而也加快了能源的消耗和對(duì)環(huán)境的破壞，在能源日益匱乏的當(dāng)今時(shí)代，對(duì)于任何一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，節(jié)能和減排才是建設(shè)可持續(xù)發(fā)展社會(huì)的重要內(nèi)容。近年來(lái)，隨著我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的持續(xù)火爆，在包括汽車(chē)、船舶等動(dòng)力系統(tǒng)中，中低溫?zé)嵩吹母咝Ю檬菍?shí)現(xiàn)節(jié)能減排的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。
在此領(lǐng)域，北京理工大學(xué)機(jī)械與車(chē)輛學(xué)院王恩華副教授，20年來(lái)致力于ORC 系統(tǒng)技術(shù)、內(nèi)燃機(jī)節(jié)能技術(shù)、新能源動(dòng)力系統(tǒng)等研究領(lǐng)域，主持或參與多項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)科研項(xiàng)目，在中低溫動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)、內(nèi)燃機(jī)熱流體流動(dòng)與燃燒模擬，以及新能源車(chē)用動(dòng)力系統(tǒng)性能研究方面，取得了一系列重要?jiǎng)?chuàng)新性成果，部分成果已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為提高能源利用效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
逐夢(mèng)之路 勇攀高峰
王恩華，湖北鄂州人，1995年，作為湖北省鄂州市高考狀元考上了清華大學(xué)，當(dāng)時(shí)的他面臨著決定人生發(fā)展方向的第一道難題——報(bào)志愿，當(dāng)時(shí)的農(nóng)村消息閉塞，人們對(duì)于高校、專(zhuān)業(yè)等知之甚少，幾乎沒(méi)有可以商量和求助的人。王恩華想到了有一個(gè)在清華大學(xué)學(xué)汽車(chē)的表哥，經(jīng)過(guò)幾多咨詢(xún)，他最終選擇了汽車(chē)工程系汽車(chē)工程專(zhuān)業(yè)。金秋九月，王恩華如愿以?xún)數(shù)刈哌M(jìn)清華大學(xué)校園，開(kāi)啟了他的求學(xué)求知生涯，進(jìn)入了這個(gè)將伴隨他一生的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。
汽車(chē)產(chǎn)業(yè)作為世界經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，有著一百多年的發(fā)展歷史。隨著汽車(chē)產(chǎn)量的逐年增加，汽車(chē)廢氣排放及對(duì)石油資源的過(guò)度消耗所引發(fā)的環(huán)境和能源問(wèn)題日益嚴(yán)重，幾十年來(lái)，世界各國(guó)一直在致力研發(fā)應(yīng)用低排放或零排放技術(shù)。2000年，王恩華本科畢業(yè)(當(dāng)時(shí)汽車(chē)工程是五年制專(zhuān)業(yè))，做本科畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，他就加入了中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高教授的課題組，進(jìn)行柴油機(jī)電控方面的研究。后來(lái)，王恩華在清華大學(xué)汽車(chē)工程系動(dòng)力機(jī)械及工程專(zhuān)業(yè)攻讀碩士研究生期間，又繼續(xù)在歐陽(yáng)明高院士的課題組做發(fā)動(dòng)機(jī)電控研究。
2003年，王恩華研究生畢業(yè)，進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所實(shí)習(xí)，進(jìn)行甲醇代用燃料和垃圾填埋氣焚燒技術(shù)的研究;2004年，他進(jìn)入江鈴汽車(chē)集團(tuán)公司任項(xiàng)目工程師，從事某發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)引進(jìn)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)標(biāo)定工作;2006年，他又進(jìn)入北京汽車(chē)研究總院，從事整車(chē)電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、汽油機(jī)電子控制系統(tǒng)標(biāo)定方面的研發(fā)工作。工作這幾年期間，王恩華越來(lái)越意識(shí)到，在車(chē)輛動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)上歐美日等國(guó)的相關(guān)技術(shù)超過(guò)中國(guó)太多了，他深感知識(shí)之不足。于是，2009年，王恩華又重回高校，在北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院熱能工程專(zhuān)業(yè)攻讀博士，師從范伯元教授，主要進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱利用的研究。2013年，王恩華在清華大學(xué)汽車(chē)工程系歐陽(yáng)明高院士課題組開(kāi)展博士后工作，主要從事熱力循環(huán)和混合動(dòng)力系統(tǒng)能量效率分析研究。為了學(xué)習(xí)西方國(guó)家的先進(jìn)理論知識(shí)和技術(shù)，2015年至2016年，王恩華前往英國(guó)格拉斯哥大學(xué)做訪問(wèn)學(xué)者，不僅開(kāi)闊了視野，也在科研的廣度和深度上有了更多新的認(rèn)知。
一路風(fēng)雨、一路逐夢(mèng)，讀萬(wàn)卷書(shū)、行萬(wàn)里路，王恩華從求學(xué)、到工作，再到繼續(xù)學(xué)習(xí)，遠(yuǎn)赴他國(guó)深造，人生沒(méi)有白走的路，一分辛勞、一分收獲，這一切讓他積累深厚的學(xué)識(shí)技術(shù)和實(shí)踐技術(shù)。自2016年回國(guó)后，王恩華進(jìn)入北京理工大學(xué)機(jī)械與車(chē)輛學(xué)院擔(dān)任博士生導(dǎo)師，科研與教育同時(shí)進(jìn)行，科研攻關(guān)創(chuàng)新技術(shù)，教育傳道授業(yè)解惑。
2018年，王恩華負(fù)責(zé)主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目——“船用柴油機(jī)與非共沸工質(zhì)有機(jī)朗肯循環(huán)耦合工作機(jī)理研究”，該項(xiàng)研究基于有機(jī)朗肯循環(huán)(簡(jiǎn)稱(chēng)“ORC”)技術(shù)的船用柴油機(jī)余熱動(dòng)力循環(huán)理論，主要針對(duì)適用于船用柴油機(jī)余熱動(dòng)力循環(huán)的新型高效環(huán)保工質(zhì)開(kāi)發(fā)及非共沸工質(zhì)ORC耦合機(jī)理開(kāi)展探索，從船用柴油機(jī)余熱動(dòng)力循環(huán)、非共沸有機(jī)工質(zhì)選擇、船用柴油機(jī)與ORC聯(lián)合系統(tǒng)非設(shè)計(jì)工況點(diǎn)性能等方面進(jìn)行了深入研究，取得了創(chuàng)新性的研究成果。針對(duì)性地提出了一種改進(jìn)的基于微擾鏈的統(tǒng)計(jì)締合模型的新型工況設(shè)計(jì)方法，以及針對(duì)船用柴油機(jī)的非共沸工質(zhì)ORC底循環(huán)工質(zhì)優(yōu)選與組分調(diào)控策略，進(jìn)而在全工況范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)與船用柴油機(jī)的聯(lián)合系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化這一解決方案。該項(xiàng)研究成果可有效提升非設(shè)計(jì)點(diǎn)工況余熱回收效率，也可應(yīng)用于其他熱源或負(fù)荷變化場(chǎng)合，具有重要的科學(xué)意義和廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
開(kāi)拓創(chuàng)新 不斷超越
一絲不茍、實(shí)事求是的科研和教學(xué)態(tài)度是王恩華多年專(zhuān)注學(xué)術(shù)研究養(yǎng)成的習(xí)慣，多年來(lái)，他致力于中低溫動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)、內(nèi)燃機(jī)熱流體流動(dòng)與燃燒模擬，以及新能源車(chē)用動(dòng)力系統(tǒng)性能研究，除了主持一項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，他還主持了國(guó)家重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)子課題“SOFC 系統(tǒng)控制與快速啟動(dòng)技術(shù)研究”，與清華大學(xué)合作項(xiàng)目“儲(chǔ)能電池系統(tǒng)熱失控防控技術(shù)”，完成了北京理工大學(xué)青年教師學(xué)術(shù)啟動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目，組分可調(diào)型 ORC 工作機(jī)理研究，同時(shí)，他還參與多項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)科研項(xiàng)目。一路披荊斬棘，風(fēng)雨無(wú)阻，砥礪前行，為打造更安全、更高效的動(dòng)力系統(tǒng)而努力著。
在王恩華所著的《中低溫動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)及應(yīng)用》中，詳細(xì)介紹了中低溫動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)的研究成果，其中“發(fā)動(dòng)機(jī)-ORC系統(tǒng)耦合機(jī)理”研究成果為有機(jī)朗肯循環(huán)與內(nèi)燃機(jī)的匹配優(yōu)化提出了一套系統(tǒng)化的方法，有利于實(shí)現(xiàn)有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)與車(chē)用內(nèi)燃機(jī)的最佳匹配，提高聯(lián)合系統(tǒng)的能效，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。“ORC和Kalina系統(tǒng)性能提升”研究結(jié)果采用組分調(diào)節(jié)或壓力滑移可有效提高系統(tǒng)全年的平均輸出功率，可應(yīng)用于地?zé)崮馨l(fā)電和太陽(yáng)能熱發(fā)電等場(chǎng)合，提高發(fā)電系統(tǒng)輸出功率，降低碳排放量。“二氧化碳跨臨界循環(huán)工作特性”的研究結(jié)果，則不僅表明了跨臨界二氧化碳動(dòng)力循環(huán)的凈輸出功率最大，經(jīng)濟(jì)性能處于合理范圍內(nèi)，有利于增進(jìn)對(duì)低溫?zé)嵩炊趸伎缗R界循環(huán)的全面認(rèn)識(shí)。
在內(nèi)燃機(jī)熱流體流動(dòng)與燃燒模擬方面，國(guó)際上有采用煤油與汽油等燃料混合燃燒提高爆震極限的研究，但因汽油具有易燃性，安全性不高。王恩華針對(duì)這些問(wèn)題，提出了采用噴水來(lái)抑制點(diǎn)燃式航空煤油發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的方法，研究了噴水對(duì)煤油預(yù)混燃燒爆震抑制的機(jī)理，可應(yīng)用于航空飛行器和無(wú)人車(chē)輛;在新能源車(chē)用動(dòng)力系統(tǒng)性能，尤其是混合動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型設(shè)計(jì)與能效分析方面，王恩華研究了直驅(qū)混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能潛力，提出了四驅(qū)混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)并與直驅(qū)混聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析，采用超級(jí)電容儲(chǔ)能的直驅(qū)混聯(lián)系統(tǒng)在城市工況下的節(jié)油率可達(dá)42%，四驅(qū)混聯(lián)式節(jié)油率接近直驅(qū)混聯(lián)系統(tǒng)。直驅(qū)混聯(lián)系統(tǒng)現(xiàn)已應(yīng)用于城市公交大客車(chē)，四驅(qū)混聯(lián)系統(tǒng)可應(yīng)用于復(fù)雜路面工況的越野車(chē)和卡車(chē)等重型車(chē)輛。實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)是未來(lái)我國(guó)能源技術(shù)發(fā)展的首要任務(wù)，王恩華正在與清華大學(xué)和北京思偉特新能源科技有限公司等開(kāi)展合作，進(jìn)行固體氧化物燃料電池和電解水制氫技術(shù)的研究，為推動(dòng)我國(guó)雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支撐。
目前，除了開(kāi)展科研工作和承擔(dān)教學(xué)任務(wù)以外，王恩華還擔(dān)任北京市能源與環(huán)境學(xué)會(huì)京津冀專(zhuān)家委員會(huì)委員、Frontiers in Energy Research副編輯，多次被國(guó)際頂尖期刊評(píng)為優(yōu)秀審稿人。現(xiàn)已發(fā)表學(xué)術(shù)論文70 余篇，獲授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利 15項(xiàng)。主編英文專(zhuān)著兩部，曾獲北京市優(yōu)秀青年工程師稱(chēng)號(hào)，天津市自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。
年雖不惑，慨而當(dāng)歌，正值壯年，砥礪琢磨。回顧王恩華20年的科研生涯，“努力奮斗”四個(gè)字閃閃發(fā)光，看著研究成果應(yīng)用于實(shí)際中，他由衷地感到自豪。未來(lái)，他仍將會(huì)繼續(xù)奮斗，不斷超越，研發(fā)更多更先進(jìn)的技術(shù)，精深學(xué)術(shù)報(bào)家國(guó)。
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