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氢内燃机产业化关键技术研究现状及展望
被引量:
1
1
作者
帅石金
马骁
+5 位作者
李雁飞
齐运亮
张晓卿
陈清楚
王志
徐宏明
《内燃机工程》
北大核心
2025年第4期108-120,128,共14页
对国内外氢内燃机的发展历程进行了梳理,对氢气和其混合气的理化特性及氢气射流扩散、火焰传播等进行了详细分析,重点阐述了氢内燃机产业化关键技术如氢喷射、异常燃烧、NO_(x)排放、整机性能提升、润滑和安全等的研究现状。在全球碳中...
对国内外氢内燃机的发展历程进行了梳理,对氢气和其混合气的理化特性及氢气射流扩散、火焰传播等进行了详细分析,重点阐述了氢内燃机产业化关键技术如氢喷射、异常燃烧、NO_(x)排放、整机性能提升、润滑和安全等的研究现状。在全球碳中和及节能减排法规的驱动下,近年来氢内燃机的氢气喷射及混合气制备、早燃爆震、NO_(x)后处理、专用润滑油等关键技术取得了显著进展,在稀燃条件下氢内燃机有效热效率已经超过45%,可以实现NO_(x)近零排放。最后,对氢内燃机大规模产业化应用的关键因素进行了展望,如氢内燃机的安全性和可靠性急需提升,氢气缸内直喷和空气超高增压技术是提高氢内燃机动力性、经济性的关键。
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关键词
氢能
氢内燃机
关键技术
综述
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职称材料
现代制造技术在农业机械设计制造中的应用
被引量:
7
2
作者
王维佳
《农业工程》
2018年第9期96-97,共2页
随着科技的不断发展,现代制造技术已被应用到各行各业之中。值得关注的是将其应用到农业机械制造领域,对农业的创新发展具有十分重要的意义。在这样的背景下,该文针对这一课题开展了详细的研究,从介绍农业机械制造业特点的角度入手,对...
随着科技的不断发展,现代制造技术已被应用到各行各业之中。值得关注的是将其应用到农业机械制造领域,对农业的创新发展具有十分重要的意义。在这样的背景下,该文针对这一课题开展了详细的研究,从介绍农业机械制造业特点的角度入手,对相关技术的具体应用状况进行了分析。研究的主要目的是为了推动现代制造技术与农业机械制造相结合,以此来促进我国农业机械制造行业的繁荣发展。
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关键词
现代制造技术
农业机械
机械制造业
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职称材料
农业机械机构轨迹创新设计方法
3
作者
李思亮
《农业工程》
2018年第6期119-120,共2页
主要针对农业机械机构轨迹创新设计的应用原理和使用方法进行具体解析研究,通过对机构轨迹创新设计应用的阐述可以对农业机械化的创新发展起到关键作用。
关键词
农业机械
机械机构轨迹
创新设计
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职称材料
高背压下GDI油束喷雾特性的试验
被引量:
21
4
作者
李雁飞
郭恒杰
+1 位作者
王建昕
徐宏明
《内燃机学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期326-333,共8页
在定容弹中,利用高速摄影和相位多普勒粒子测试技术(PDPA)研究了喷射压力、背压和喷射脉宽对汽油直喷(GDI)发动机多孔喷油器喷雾特性的影响,包括喷雾贯穿距、粒度和速度特性.结果表明:随着喷雾的发展,油束有往喷油器中心方向运动的趋势...
在定容弹中,利用高速摄影和相位多普勒粒子测试技术(PDPA)研究了喷射压力、背压和喷射脉宽对汽油直喷(GDI)发动机多孔喷油器喷雾特性的影响,包括喷雾贯穿距、粒度和速度特性.结果表明:随着喷雾的发展,油束有往喷油器中心方向运动的趋势;在不同喷射压力和背压下,喷雾贯穿距均出现两阶段发展趋势;喷射压力和背压对喷雾的粒度和速度特性有着明显影响.提高喷射压力会明显降低索特平均直径(SMD),并会增加油滴速度.增加背压会导致SMD变大,并使油滴速度降低.SMD会随PDPA测量体位置远离喷油器而增大,这是由于在远离喷油器位置处,油滴间聚合作用占主导因素.在喷射脉宽大于0.8,ms时,喷射脉宽的变化对喷雾头部的速度影响不大,但是喷油脉宽的增加会导致SMD变大.
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关键词
汽油直喷
相位多普勒测试技术
索特平均直径
喷雾
破碎
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职称材料
用PLIF测量GDI发动机滚流平面的混合气浓度
被引量:
4
5
作者
梁帅
张周
+3 位作者
丁海春
马骁
李雁飞
徐宏明
《内燃机学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第6期481-490,共10页
通过一台全透明石英气缸套的汽油缸内直喷光学发动机,利用平面激光诱导荧光法(PLIF)定量测量了发动机滚流平面内的混合气浓度分布.在不同节气门开度及不同喷射策略下研究了缸内混合气分布随曲轴转角的变化,讨论了气流运动强弱、喷射时...
通过一台全透明石英气缸套的汽油缸内直喷光学发动机,利用平面激光诱导荧光法(PLIF)定量测量了发动机滚流平面内的混合气浓度分布.在不同节气门开度及不同喷射策略下研究了缸内混合气分布随曲轴转角的变化,讨论了气流运动强弱、喷射时刻及喷射量对发动机混合气的影响;针对可视区域的平均及局部燃空当量比提出了评价不均匀度,并开展了循环变动分析.结果表明:节气门开度不为0时,单次早喷策略均可在上止点附近形成不均匀度评价指标小于0.14的混合气,且不均匀度随进气流动增强而下降;推迟喷射时,油气混合速度明显加快,单次晚喷及双喷工况在上止点附近均可形成不均匀度评价指标小于0.15的混合气;单次早喷、非怠速工况的平均燃空当量比在上止点附近的循环变动小于0.06,而大部分单次晚喷及双喷工况均大于0.13;局部燃空当量比循环变动较大的区域通常为混合气云团运动方向的前沿,较弱的进气流动及推迟喷射会提高整个有效区域内的循环变动.
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关键词
汽油缸内直喷
平面激光诱导荧光法
全透明气缸套
缸内混合气
循环变动
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职称材料
全视场活塞视窗的图像矫正方法
被引量:
2
6
作者
梁帅
蒋一洲
+3 位作者
马骁
李雁飞
徐宏明
王建昕
《内燃机学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期75-83,共9页
在一台汽油缸内直喷光学发动机上,设计并应用了全场可视的下置式活塞视窗,进行了高速摄影研究.为了实现燃烧室全场可视的目标,活塞视窗须采用曲面设计,曲面设计会造成图像的变形.研究了活塞视窗实现全场可视的条件,讨论了全场可视的设...
在一台汽油缸内直喷光学发动机上,设计并应用了全场可视的下置式活塞视窗,进行了高速摄影研究.为了实现燃烧室全场可视的目标,活塞视窗须采用曲面设计,曲面设计会造成图像的变形.研究了活塞视窗实现全场可视的条件,讨论了全场可视的设计准则;采用近轴平行光线计算了图像的理论畸变,并尝试优化视窗曲面型线,减轻图像的理论畸变;最后通过试验标定,采用了空间坐标变换的方法对图像进行了矫正,并将矫正前、后的图像与热力学数据进行拟合,结果表明:矫正后的图像与热力学数据的相关性有显著的提高.
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关键词
汽油机
全场可视
图像变形
图像矫正
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职称材料
均质化学计量比燃烧下GDI发动机碳烟生成可视化解析
被引量:
2
7
作者
张周
张景宇
+2 位作者
马骁
王志
徐宏明
《内燃机学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期305-313,共9页
汽油机燃烧过程中产生的黄色火焰与生成的碳烟呈正相关,根据这一特征,利用高速摄影获取汽油直喷(GDI)光学发动机缸内的火焰图片,通过统计计算其中黄色火焰的信号强度,分析了缸内碳烟的生成规律以及燃料中甲苯、乙醇含量对缸内碳烟生成...
汽油机燃烧过程中产生的黄色火焰与生成的碳烟呈正相关,根据这一特征,利用高速摄影获取汽油直喷(GDI)光学发动机缸内的火焰图片,通过统计计算其中黄色火焰的信号强度,分析了缸内碳烟的生成规律以及燃料中甲苯、乙醇含量对缸内碳烟生成的影响.结果表明:在化学计量比燃烧条件下,碳烟在点火初期火花塞电极附近产生,这部分碳烟的滞留时间相对较长,整个燃烧过程中,碳烟的产生主要位于火花塞附近.甲苯比例的增加对碳烟生成有明显的促进作用;而添加乙醇能够抑制缸内碳烟总体生成量,但在点火之后的1°CA内,黄色火焰信号强度没有降低,表明该时期碳烟的生成无法得到有效抑制.
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关键词
汽油机
汽油直喷
均质化学计量比燃烧
碳烟
高速摄影
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职称材料
亚/超临界环境下多组分燃料液滴相变的模拟
8
作者
巩艺飞
马骁
+3 位作者
肖国炜
罗开红
徐宏明
帅石金
《内燃机学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期519-527,共9页
采用分子动力学模拟的方法,研究了一种三组分碳氢燃料液滴在亚/超临界氮气环境下的相变过程,并与单组分正十六烷液滴进行了对比,液滴初始直径约为26 nm.分析了液滴寿命、初始加热时间和蒸发速率常数等常规的液滴蒸发特性.提出了一种针对...
采用分子动力学模拟的方法,研究了一种三组分碳氢燃料液滴在亚/超临界氮气环境下的相变过程,并与单组分正十六烷液滴进行了对比,液滴初始直径约为26 nm.分析了液滴寿命、初始加热时间和蒸发速率常数等常规的液滴蒸发特性.提出了一种针对单/多组分燃料油、气混合过程主导模式的判据,探讨了环境温度和环境压力对主导混合模式转变的影响.结果表明:当环境压力为2~10 MPa、环境温度为750~1 200 K,环境压力升高或环境温度降低时,气/液密度差逐渐减小,主导混合模式逐渐从蒸发向扩散转变.得到了正十六烷液滴和三组分燃料液滴蒸发系统在p-T图上的主导混合模式的分区图,并分析了不同混合模式下的燃料分子分布差异.
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关键词
超临界
相变
多组分燃料
液滴
分子动力学模拟
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职称材料
题名
氢内燃机产业化关键技术研究现状及展望
被引量:
1
1
作者
帅石金
马骁
李雁飞
齐运亮
张晓卿
陈清楚
王志
徐宏明
机构
清华
大学
车辆与运载学院
清华
大学
航空发动机研究院
伯明翰大学机械工程系
出处
《内燃机工程》
北大核心
2025年第4期108-120,128,共14页
基金
国家重点研发计划项目(2024YFB2505401)。
文摘
对国内外氢内燃机的发展历程进行了梳理,对氢气和其混合气的理化特性及氢气射流扩散、火焰传播等进行了详细分析,重点阐述了氢内燃机产业化关键技术如氢喷射、异常燃烧、NO_(x)排放、整机性能提升、润滑和安全等的研究现状。在全球碳中和及节能减排法规的驱动下,近年来氢内燃机的氢气喷射及混合气制备、早燃爆震、NO_(x)后处理、专用润滑油等关键技术取得了显著进展,在稀燃条件下氢内燃机有效热效率已经超过45%,可以实现NO_(x)近零排放。最后,对氢内燃机大规模产业化应用的关键因素进行了展望,如氢内燃机的安全性和可靠性急需提升,氢气缸内直喷和空气超高增压技术是提高氢内燃机动力性、经济性的关键。
关键词
氢能
氢内燃机
关键技术
综述
Keywords
hydrogen energy
hydrogen internal combustion engine(H_(2)ICE)
key technology
review
分类号
TK421 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
现代制造技术在农业机械设计制造中的应用
被引量:
7
2
作者
王维佳
机构
英国
伯明翰大学
高级
机械工程
系
出处
《农业工程》
2018年第9期96-97,共2页
文摘
随着科技的不断发展,现代制造技术已被应用到各行各业之中。值得关注的是将其应用到农业机械制造领域,对农业的创新发展具有十分重要的意义。在这样的背景下,该文针对这一课题开展了详细的研究,从介绍农业机械制造业特点的角度入手,对相关技术的具体应用状况进行了分析。研究的主要目的是为了推动现代制造技术与农业机械制造相结合,以此来促进我国农业机械制造行业的繁荣发展。
关键词
现代制造技术
农业机械
机械制造业
Keywords
modern manufacturing technology
agriculture machine
machine manufacture industry
分类号
S232.3 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
农业机械机构轨迹创新设计方法
3
作者
李思亮
机构
英国
伯明翰大学
高级
机械工程
系
出处
《农业工程》
2018年第6期119-120,共2页
文摘
主要针对农业机械机构轨迹创新设计的应用原理和使用方法进行具体解析研究,通过对机构轨迹创新设计应用的阐述可以对农业机械化的创新发展起到关键作用。
关键词
农业机械
机械机构轨迹
创新设计
Keywords
agriculture machine
institutional trajectory
innovative design
分类号
S220 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
高背压下GDI油束喷雾特性的试验
被引量:
21
4
作者
李雁飞
郭恒杰
王建昕
徐宏明
机构
清华
大学
汽车安全与节能国家重点实验室
伯明翰大学机械工程系
出处
《内燃机学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期326-333,共8页
基金
国家高技术研究发展(863)计划资助项目(2012AA111701)
中国博士后科学基金资助项目(2013M540940)
文摘
在定容弹中,利用高速摄影和相位多普勒粒子测试技术(PDPA)研究了喷射压力、背压和喷射脉宽对汽油直喷(GDI)发动机多孔喷油器喷雾特性的影响,包括喷雾贯穿距、粒度和速度特性.结果表明:随着喷雾的发展,油束有往喷油器中心方向运动的趋势;在不同喷射压力和背压下,喷雾贯穿距均出现两阶段发展趋势;喷射压力和背压对喷雾的粒度和速度特性有着明显影响.提高喷射压力会明显降低索特平均直径(SMD),并会增加油滴速度.增加背压会导致SMD变大,并使油滴速度降低.SMD会随PDPA测量体位置远离喷油器而增大,这是由于在远离喷油器位置处,油滴间聚合作用占主导因素.在喷射脉宽大于0.8,ms时,喷射脉宽的变化对喷雾头部的速度影响不大,但是喷油脉宽的增加会导致SMD变大.
关键词
汽油直喷
相位多普勒测试技术
索特平均直径
喷雾
破碎
Keywords
gasoline direct injection
phase Doppler particle analyzer
Sauter mean diameter
spray
atomization
分类号
TK413.8 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
用PLIF测量GDI发动机滚流平面的混合气浓度
被引量:
4
5
作者
梁帅
张周
丁海春
马骁
李雁飞
徐宏明
机构
清华
大学
汽车安全与节能国家重点实验室
伯明翰大学机械工程系
出处
《内燃机学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第6期481-490,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(51506111)
国家重点研发计划资助项目(2016YFC0202700)
文摘
通过一台全透明石英气缸套的汽油缸内直喷光学发动机,利用平面激光诱导荧光法(PLIF)定量测量了发动机滚流平面内的混合气浓度分布.在不同节气门开度及不同喷射策略下研究了缸内混合气分布随曲轴转角的变化,讨论了气流运动强弱、喷射时刻及喷射量对发动机混合气的影响;针对可视区域的平均及局部燃空当量比提出了评价不均匀度,并开展了循环变动分析.结果表明:节气门开度不为0时,单次早喷策略均可在上止点附近形成不均匀度评价指标小于0.14的混合气,且不均匀度随进气流动增强而下降;推迟喷射时,油气混合速度明显加快,单次晚喷及双喷工况在上止点附近均可形成不均匀度评价指标小于0.15的混合气;单次早喷、非怠速工况的平均燃空当量比在上止点附近的循环变动小于0.06,而大部分单次晚喷及双喷工况均大于0.13;局部燃空当量比循环变动较大的区域通常为混合气云团运动方向的前沿,较弱的进气流动及推迟喷射会提高整个有效区域内的循环变动.
关键词
汽油缸内直喷
平面激光诱导荧光法
全透明气缸套
缸内混合气
循环变动
Keywords
gasoline direct injection
planar laser induced fluorescence
full-transparent cylinder liner
in-cylinder mixture
cycle-to-cycle variation
分类号
TK411.2 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
全视场活塞视窗的图像矫正方法
被引量:
2
6
作者
梁帅
蒋一洲
马骁
李雁飞
徐宏明
王建昕
机构
清华
大学
汽车安全与节能国家重点实验室
伯明翰大学机械工程系
出处
《内燃机学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第1期75-83,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51506111)
文摘
在一台汽油缸内直喷光学发动机上,设计并应用了全场可视的下置式活塞视窗,进行了高速摄影研究.为了实现燃烧室全场可视的目标,活塞视窗须采用曲面设计,曲面设计会造成图像的变形.研究了活塞视窗实现全场可视的条件,讨论了全场可视的设计准则;采用近轴平行光线计算了图像的理论畸变,并尝试优化视窗曲面型线,减轻图像的理论畸变;最后通过试验标定,采用了空间坐标变换的方法对图像进行了矫正,并将矫正前、后的图像与热力学数据进行拟合,结果表明:矫正后的图像与热力学数据的相关性有显著的提高.
关键词
汽油机
全场可视
图像变形
图像矫正
Keywords
gasoline engine
full-visibility
image distortion
image rectification
分类号
TK411.2 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
均质化学计量比燃烧下GDI发动机碳烟生成可视化解析
被引量:
2
7
作者
张周
张景宇
马骁
王志
徐宏明
机构
清华
大学
汽车安全与节能国家重点实验室
伯明翰大学机械工程系
出处
《内燃机学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期305-313,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51636003)
国家重点研发计划资助项目(2016YFC0203700)
文摘
汽油机燃烧过程中产生的黄色火焰与生成的碳烟呈正相关,根据这一特征,利用高速摄影获取汽油直喷(GDI)光学发动机缸内的火焰图片,通过统计计算其中黄色火焰的信号强度,分析了缸内碳烟的生成规律以及燃料中甲苯、乙醇含量对缸内碳烟生成的影响.结果表明:在化学计量比燃烧条件下,碳烟在点火初期火花塞电极附近产生,这部分碳烟的滞留时间相对较长,整个燃烧过程中,碳烟的产生主要位于火花塞附近.甲苯比例的增加对碳烟生成有明显的促进作用;而添加乙醇能够抑制缸内碳烟总体生成量,但在点火之后的1°CA内,黄色火焰信号强度没有降低,表明该时期碳烟的生成无法得到有效抑制.
关键词
汽油机
汽油直喷
均质化学计量比燃烧
碳烟
高速摄影
Keywords
gasoline engine
gasoline direct injection
homogeneous stoichiometric combustion
soot
high-speed photography
分类号
TK411.2 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
亚/超临界环境下多组分燃料液滴相变的模拟
8
作者
巩艺飞
马骁
肖国炜
罗开红
徐宏明
帅石金
机构
清华
大学
汽车安全与节能国家重点实验室
伦敦
大学
学院
机械工程
系
伯明翰大学机械工程系
出处
《内燃机学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期519-527,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51976100)。
文摘
采用分子动力学模拟的方法,研究了一种三组分碳氢燃料液滴在亚/超临界氮气环境下的相变过程,并与单组分正十六烷液滴进行了对比,液滴初始直径约为26 nm.分析了液滴寿命、初始加热时间和蒸发速率常数等常规的液滴蒸发特性.提出了一种针对单/多组分燃料油、气混合过程主导模式的判据,探讨了环境温度和环境压力对主导混合模式转变的影响.结果表明:当环境压力为2~10 MPa、环境温度为750~1 200 K,环境压力升高或环境温度降低时,气/液密度差逐渐减小,主导混合模式逐渐从蒸发向扩散转变.得到了正十六烷液滴和三组分燃料液滴蒸发系统在p-T图上的主导混合模式的分区图,并分析了不同混合模式下的燃料分子分布差异.
关键词
超临界
相变
多组分燃料
液滴
分子动力学模拟
Keywords
supercritical
phase transitions
multi-component fuel
droplet
molecular dynamics simulations
分类号
TK413.8 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
氢内燃机产业化关键技术研究现状及展望
帅石金
马骁
李雁飞
齐运亮
张晓卿
陈清楚
王志
徐宏明
《内燃机工程》
北大核心
2025
1
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职称材料
2
现代制造技术在农业机械设计制造中的应用
王维佳
《农业工程》
2018
7
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职称材料
3
农业机械机构轨迹创新设计方法
李思亮
《农业工程》
2018
0
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职称材料
4
高背压下GDI油束喷雾特性的试验
李雁飞
郭恒杰
王建昕
徐宏明
《内燃机学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
21
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职称材料
5
用PLIF测量GDI发动机滚流平面的混合气浓度
梁帅
张周
丁海春
马骁
李雁飞
徐宏明
《内燃机学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
4
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职称材料
6
全视场活塞视窗的图像矫正方法
梁帅
蒋一洲
马骁
李雁飞
徐宏明
王建昕
《内燃机学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
2
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职称材料
7
均质化学计量比燃烧下GDI发动机碳烟生成可视化解析
张周
张景宇
马骁
王志
徐宏明
《内燃机学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
2
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职称材料
8
亚/超临界环境下多组分燃料液滴相变的模拟
巩艺飞
马骁
肖国炜
罗开红
徐宏明
帅石金
《内燃机学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
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职称材料
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