2026年工程热力学中的模型与仿真

第一章2026年工程热力学中的模型与仿真：引言与趋势第二章工程热力学中的系统建模方法第三章工程热力学仿真技术前沿第四章工程热力学模型与仿真的工业应用第五章工程热力学中的智能化趋势第六章工程热力学模型与仿真的未来展望01第一章2026年工程热力学中的模型与仿真：引言与趋势引言——工程热力学的时代背景能源需求的增长与挑战工程热力学的核心地位传统热力系统效率问题全球能源消耗持续增长，环境问题日益严峻能源转换和利用的核心学科，面临挑战与机遇传统热力系统效率普遍低于30%，亟需革新分析——模型与仿真的技术现状多元化发展格局商业软件的优势与局限开源解决方案的兴起多物理场耦合、开源与商业协同、软硬件一体化ANSYSFluent、COMSOLMultiphysics等，求解精度高，但成本高OpenFOAM、OpenMC等，易用性和功能完整性仍需提升论证——模型与仿真的核心价值全生命周期成本控制能源优化案例极端环境预测研发降本、生产提效、运维增效火电厂通过CFD仿真优化锅炉燃烧，NOx排放降低25%热结构耦合仿真模拟航天器再入大气层过程，防热材料设计通过率提升总结与展望奠定基础系统性分析技术突破后续将探讨具体建模方法、仿真技术前沿、工业应用案例、智能化发展趋势等旨在为工程热力学发展方向提供参考未来五年将出现50项关键技术突破，其中30%与人工智能直接相关02第二章工程热力学中的系统建模方法引言——系统建模方法的历史演变解析模型到数字孪生的演变传统解析模型的局限性现代数字孪生的优势传统解析模型到现代数字孪生的跨越式发展难以描述复杂非定常现象，精度有限能够描述复杂系统，精度高，适用范围广分析——建模技术的分类与比较四大类建模方法解析模型的优势与局限数值模型的优势与局限解析模型、数值模型、实验模型和混合模型简洁但难以描述复杂非定常现象，精度有限能够描述复杂系统，但计算量大，需要高性能计算资源论证——建模方法的应用价值新能源领域工业应用案例极端环境预测地热电站通过地热流体-岩石相互作用模型优化井深设计，产能提升20%某火电厂通过CFD仿真优化锅炉燃烧，NOx排放降低25%热结构耦合仿真模拟航天器再入大气层过程，防热材料设计通过率提升总结与展望方法论基础系统性分析技术突破后续将深入探讨具体建模技术、仿真前沿、工业案例等旨在为工程热力学建模发展方向提供参考未来五年将出现50项关键技术突破，其中30%与人工智能直接相关03第三章工程热力学仿真技术前沿引言——仿真技术的创新浪潮仿真技术的创新浪潮传统CFD技术的局限性基于深度学习的代理模型的优势传统CFD技术无法满足多尺度耦合需求，而基于深度学习的代理模型正在改变这一格局难以描述复杂非定常现象，精度有限能够描述复杂系统，精度高，计算效率高分析——前沿仿真技术的分类与比较四大类仿真技术传统CFD技术的优势与局限AI代理模型的优势与局限传统CFD、AI代理模型、数字孪生和量子仿真ANSYSFluent、COMSOLMultiphysics等，求解精度高，但成本高计算效率高，但需要专业知识进行二次开发论证——前沿仿真技术的应用价值新能源领域工业应用案例极端环境预测地热电站通过地热流体-岩石相互作用模型优化井深设计，产能提升20%某火电厂通过CFD仿真优化锅炉燃烧，NOx排放降低25%热结构耦合仿真模拟航天器再入大气层过程，防热材料设计通过率提升总结与展望技术基础系统性分析技术突破后续将深入探讨具体智能化技术、工业应用案例等旨在为工程热力学仿真发展方向提供参考未来五年将出现50项关键技术突破，其中30%与人工智能直接相关04第四章工程热力学模型与仿真的工业应用引言——工业应用的价值链工业应用的价值链研发设计阶段生产运维阶段研发设计-生产运维，仿真技术贯穿全过程通过仿真技术降低研发成本，缩短研发周期通过仿真技术提高生产效率，降低生产成本分析——典型工业应用场景多元化发展格局能源优化安全预测能源优化-安全预测-智能制造火电厂通过CFD仿真优化锅炉燃烧，NOx排放降低25%热结构耦合仿真模拟航天器再入大气层过程，防热材料设计通过率提升论证——工业应用的成功案例新能源领域工业应用案例极端环境预测地热电站通过地热流体-岩石相互作用模型优化井深设计，产能提升20%某火电厂通过CFD仿真优化锅炉燃烧，NOx排放降低25%热结构耦合仿真模拟航天器再入大气层过程，防热材料设计通过率提升总结与展望应用基础系统性分析技术突破后续将深入探讨具体工业案例、技术前沿等旨在为工程热力学应用发展方向提供参考未来五年将出现50项关键技术突破，其中30%与人工智能直接相关05第五章工程热力学中的智能化趋势引言——智能化浪潮的驱动因素智能化浪潮驱动因素智能化趋势的影响工程热力学正进入一个以智能化、数字化为特征的新时代数据量的爆炸式增长、计算能力的指数级提升、AI算法的快速突破传统基于经验的设计方法正在被数据驱动的智能方法替代分析——智能化技术的分类与比较四大类智能化技术智能代理模型的优势与局限强化学习的优势与局限智能代理模型、强化学习、数字孪生和知识图谱计算效率高，但需要专业知识进行二次开发能够自动优化系统参数，但需要大量数据训练论证——智能化技术的应用价值新能源领域工业应用案例极端环境预测地热电站通过地热流体-岩石相互作用模型优化井深设计，产能提升20%某火电厂通过CFD仿真优化锅炉燃烧，NOx排放降低25%热结构耦合仿真模拟航天器再入大气层过程，防热材料设计通过率提升总结与展望技术基础系统性分析技术突破后续将深入探讨具体智能化技术、工业应用案例等旨在为工程热力学智能化发展方向提供参考未来五年将出现50项关键技术突破，其中30%与人工智能直接相关06第六章工程热力学模型与仿真的未来展望引言——未来发展的驱动力未来发展的驱动力智能化趋势数字化趋势智能化、数字化传统基于经验的设计方法正在被数据驱动的智能方法替代工程热力学正进入一个以智能化、数字化为特征的新时代分析——未来发展的关键技术五大关键技术智能代理模型的优势与局限强化学习的优势与局限智能代理模型、强化学习、数字孪生、知识图谱和量子仿真计算效率高，但需要专业知识进行二次开发能够自动优化系统参数，但需要大量数据训练论证——未来发展的应用场景新能源领域工业应用案例极端环境预测地热电站通过地热流体-岩石相互作用模型优化井深设计，产能提升20%某火电厂通过CFD仿真优