学历项目

动力工程及工程热物理-两年制全英文硕士授课项目

1.培养目标

西安交通大学能源与动力工程学院的此英文硕士授课项目为动力工程及工程热物理领域的学生提供严格专业的培训。此项目有益于研究生的职业生涯,为进一步攻读博士学位打下坚实基础,并提高学生在这一领域的技能与能力发展。

2.学习年限

本学科硕士学习年限一般为两年,4个学期。

3.核心课程

数值传热与流体流动 (陶文铨院士)

传热与流动问题由一组偏微分方程所描写。由于问题的复杂性,只有极少数简单的问题可以获得分析解,对大部分有实际意义的问题需要采用数值技术和计算机来进行求解。在过去40年中计算流体力学与计算传热学已经发展成为进行科学研究和求解工程问题的重要工具。随着计算机硬件和计算技术的飞速发展,其重要性会变得越来越明显。

本课程系统全面地介绍计算流体力学和计算传热学的基本理论,方法和工程应用。本课程分为基本原理和二维通用程序两部分。通过介绍有限容积法(FVM)的基本原理,实施方法以及在流体力学和传热传质学中的扩散(导热),对流传热传质问题求解中的应用实例,学生不仅能掌握有限容积法的基本理论,而且会通晓该方法的实施细节;所介绍的二维通用程序适合于求解不可压缩流体在三种正交坐标系中的导热和对流换热问题,通过改写其中用户部分的子程序可以用来求解不少工程技术问题。本课程的教学注重物理概念在数值计算方法开发中的应用,揭示数值处理方法的物理背景,并培养研究生应用数值计算技术解决工程实际问题的能力。通过本课程的学习可为学生应用与掌握商业软件打下坚实的基础。

非线性动力系统的运动稳定性、分岔理论及应用(张家忠教授)

能源与动力工程包含许多传统而又基础的学科,含有丰富的非线性现象。本课程通过结合能源与动力工程学科中的具体实例,将非线性科学中的抽象基础理论介绍给能动类研究生。该课程对非线性动力系统的一些基本知识,如:流、奇异性、稳定性、分岔、突变、混沌、惯性流形以及分数维等一些基本理论及其在工程中的应用进行较全面地介绍和论述,并对基本概念给出了一些具有启发性的解释。

课程采用英语授课,40课时。

该课程的完成,可以提高能动类研究生的非线性前沿基础理论,一些非线性现象的本质和概念的现代性将激励着他们。特别是,他们能够将这些非线性理论应用于他们将来的研究中,因为非线性动力学是一非常吸引人的研究,是探索一些自然科学问题的核心。

电子器件冷却及数据中心制冷技术(侯予教授,陈良博士)

随着电子及信息技术的进步,高性能芯片和超大规模集成电路性能不断提高,芯片性能的提高对其集成化程度的要求也越来越高。在高负荷状态下运行时,芯片能量耗散会导致很高的热流密度。因此,散热问题是制约电子设备发展的重要因素之一,电子器件冷却技术已成为现代电子设备研发设计中的关键技术。与芯片的能量耗散和冷却相对应,大型数据中心制冷系统是计算和通信设备正常运行的重要保障。因此,高效制冷方案的研发是数据中心降低运行成本和提高节能与环保的指数的关键。

该课程涵盖电子设备散热所涉及的关键冷却及制冷技术,涉及的传热尺度由单个电子芯片、小型服务器拓展至大型数据中心。作为研究生课程,该课程兼备基础理论、学术研究和应用技术的特点。课程首先讲述电子器件和数据中心热管理中的关键问题,介绍电子器件冷却和数据中心制冷技术最新进展;然后详细讨论了电子器件冷却技术中所涉及的各种基本传热过程;针对不同尺度的散热问题讲述多种被动及主动冷却技术,包括空气冷却、微通道冷却、喷雾冷却、热管冷却和热电冷却技术等;最后讲述数据中心空调系统热设计和节能方案,机械制冷系统和高效自然冷却系统。为强化对授课内容的理解和培养学生的工程意识,课程还包括喷雾冷却实验方案设计和电子封装散热数值仿真计算方法。

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