为多角度展现学院优秀学位论文风采，树立优秀学位论文标杆，加强学位论文写作经验交流，学院将陆续分享我院2023年各类获奖优秀学位论文，希望为研究生的科研及论文写作提供一些经验和参考。

本期推出的是2023年中国宇航学会高水平硕士学位论文——基于铝粉改性及声波振荡的纳米流体燃料燃烧调控机制，获奖者高毅。

中国宇航学会于2023年6月开展了首届高水平博士、硕士学位论文激励计划（简称CSA博硕论文计划）。经形式审查，双盲评审，终评评议，航天学院硕士毕业生高毅（导师：敖文副教授）最终入选“中国宇航学会高水平硕士学位论文激励计划”。

论文研究背景、选题意义

通过将纳米金属加入到液体燃料中形成纳米流体燃料能够改善燃烧特性，以此得到高能量密度燃料来满足目前对飞行器提出的更高比冲、更高推力、更高推质比的要求，是目前各国研究的热点。但纳米流体燃料在实际应用中面临着颗粒易团聚、易失活和燃烧特性难以精确调控的问题。论文以高能量密度碳氢燃料发展需求为背景，针对Al/RP-3类纳米流体燃料，开展了铝粉改性及声波振荡对纳米流体燃料点火燃烧性能调控机制研究，通过揭示Al/RP-3类纳米流体燃料点火燃烧性能调控机制，可提高常规煤油燃料的能量密度和燃烧性能，指导未来先进煤油燃料的研制。

论文创新性

1.设计并制备得到Al@PDA、Al@PDA@CuO、Al@AP/PVDF等三种改性铝粉及其纳米流体燃料，采用液滴精细化点火燃烧试验系统开展了详细的单液滴燃烧实验，深入分析了该类新型纳米流体燃料的点火延迟、燃烧现象、温度变化、光谱强度以及燃烧产物形貌，揭示了PDA、MICs等新材料对铝基纳米流体燃料的燃烧调控机制。

2.建立了单液滴振荡点火试验系统，对比研究了声波振荡条件下煤油及纳米流体燃料液滴的点火燃烧特性，获得了煤油液滴燃烧低于频率、声压的响应规律，通过燃烧速率、点火延迟和燃烧强度揭示了纳米铝添加对煤油液滴在声场条件的影响规律。

论文主要研究内容

高毅的硕士学位论文《基于铝粉改性及声波振荡的纳米流体燃料燃烧调控机制》以高能量密度碳氢燃料发展需求为背景，针对Al/RP-3类纳米流体燃料，设计并制备得到Al@PDA、Al@PDA@CuO、Al@AP/PVDF等三种改性铝粉及其纳米流体燃料，采用液滴精细化点火燃烧试验系统开展了详细的单液滴燃烧实验，揭示了PDA、MICs等新材料对铝基纳米流体燃料的燃烧调控机制。研究成果可指导未来先进煤油燃料的研制，具有良好的应用前景。

代表性成果

1. Xiang Lv, Yi Gao, Yueshuai Cui, Chen Wang, Gangchui Zhang, Fang Wang, Peijin Liu, Wen Ao, Study of ignition and combustion characteristics of kerosene-based nanofluid fuel containing n-Al/CuO thermite, Fuel, 331(2023), 125778.

2. Wen Ao, Zhimin Fan, Yi Gao, Yang Wang, Peijin Liu, Larry K.B. Li, Ignition and combustion characteristics of boron-based nanofluid fuel, Combustion and Flame, 254(2023), 112831.

3. Y. Gao, Wen Ao, Larry K.B. Li, Shuai Zhou, Wei He, Peijin Liu, Qi-long Yan, Catalyzed combustion of a  nanofluid fuel droplet containing polydopamine-coated metastable intermixed composite n-Al/CuO, Aerospace Science and Technology, 118 (2021) 107005.

4. Wen Ao, Y.Gao, Shuai Zhou, Larry K.B. Li, Wei He, Peijin Liu, Qi-long Yan, Enhancing the stability and combustion of a nanofluid fuel with polydopamine-coated aluminum nanoparticles, Chemical Engineering Journal. 418 (2021) 129527.

5. Y. Gao, W. Ao, S. Chen, J. Kong, Y. Wang, Q. Zhang, Q.-L. Yan, Effects of Nanosized Metals and Metal Oxides on the Thermal Behaviors of Insensitive High Energetic Compound ICM-102, Journal of Physical Chemistry C 123(51) (2019) 31108-31118.

个人简介

高毅，2022年3月硕士毕业于西北工业大学航天学院， 航空宇航推进理论与工程学科，师从敖文副教授，主要研究方向为纳米流体燃料，硕士期间获硕士研究生国家奖学金、校级优秀硕士学位论文、陕西省普通高校优秀毕业生等荣誉奖励。在Combustion and Flame、Chemical Engineering Journal、Fuel、Aerospace Science and Technology、The Journal of Physical Chemistry C、Nanomaterials、《固体火箭技术》、《推进技术》、《实验流体力学》等期刊发表论文多篇，获授权国家发明专利3项。

导师简介

敖文，博士，西北工业大学副教授、博士研究生导师，陕西省青年科技新星。主要从事火箭发动机先进燃烧技术研究，构建了固体推进剂全周期燃烧表征技术，阐明了铝粉在固体推进剂环境下的团聚与燃烧机理，提出了大尺度凝相燃烧产物的调控路径与消除机制。主持国家级项目10余项。发表学术论文100篇，其中SCI论文50篇。获发明专利20余项。获省部级奖励2项。任中国空天动力联合会固体推进技术专委会委员，《固体火箭技术》首届青年编委。入选Elsevier“全球前2%顶尖科学家榜单”。

文：敖文、高毅、邢妍

图：敖文、高毅

审核：宁昕