能源与动力工程学院
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姓 名 柳朝晖 性 别
职 称 教授(博导) 毕业学校 华中科技大学
个人主页 http://combustion.energy.hust.edu.cn/yjtd/lch_js.htm
联系方式 027-58868758
邮 箱 zliu@hust.edu.cn
通讯地址 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室
个人资料简介
柳朝晖,男,1972年12月生,江西湖口人。工学博士,华中科技大学教授/博导,国家级领军人才,享受国务院政府特殊津贴,校聘卓越首席教授。曾任煤燃烧国家重点实验室副主任(2003-2014),2012年起主持中美清洁能源联合研究中心、国家能源煤炭清洁低碳发电技术研发(试验)中心、碳捕集利用封存研究所的日常工作。
主要从事化石能源清洁低碳燃烧理论与技术、湍流两相反应流体力学、能源动力系统和装置仿真优化等方向研究。主持国家重点研发计划、科技支撑计划、973、863、国家自然科学基金等项目/课题20余项,国内外企业委托项目10余项。长期工作在富氧燃烧碳捕集基础研究、技术开发、工程示范和国际合作的一线,牵头实施了中国富氧燃烧碳捕集技术“0.3MW-3MW-35MW”研发示范路线图,在该领域总体居于国际领先。其中:2011年建成了武汉3MW全流程富氧燃烧试验系统,2015年完成了应城35MW富氧燃烧工业示范,均为国内首台套,创新性实现了“空气燃烧-富氧燃烧兼容”设计方案,并获得了国际最高的82.7%高浓度CO2富集,被IEA和GCCSI誉为“里程碑”进展。近年来致力于工业领域富氧燃烧,高性能燃烧模拟软件,电站锅炉数字孪生等研究。
已撰写专著2部,发表论文240余篇,授权发明专利30余项。成果入选国家“十二五”科技创新成就展,获国家自然科学二等奖1项、省部级一、二等奖各3项。研究团队与国家能源、东方电气、中石油、中石化、中建材、宝武等大型央企建立了长期稳定的合作关系。
已培养博、硕士百余人,获评“研究生最喜爱导师”和“师德模范”,并主讲多相流基础、燃烧过程数值模拟等课程。

教育及工作经历

    1987~1990 九江一中  高中
    1990~2002 华中理工大学/华中科技大学 本科、硕士、博士
    2004~2005 葡萄牙里斯本技术大学高等技术学院机械工程系 博士后
    2000~      华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 任教师、副教授、教授、博导
    2003~ 2014 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 副主任
    2012~      国家能源煤炭清洁低碳发电技术研发(实验)中心  主任
               华中科技大学碳捕集利用与封存研究所  所长

研究方向

    化石能源低碳利用技术 (富氧燃烧、无焰燃烧、加压富氧燃烧等)
    湍流两相反应流体力学 (湍流多相流、湍流燃烧等数学模型和高性能计算方法)
    能源动力装置和系统仿真及优化 (基于物理模型和深度学习的工业过程数字孪生)

科研项目

    国家重点研发计划
    1. 能源与工业领域碳捕集利用封存技术创新和综合评价,2024YFE0213300,2025.1-2027.12
    2. 加压富氧分级转化及耦合调控机制,2023YFB4104301,2023.12-2026.12
    3. 面向智能调控的高精度混合建模与实时预测技术,2022YFB4100703,2022-2025
    4. 碳捕集利用封存产业技术能力的提升与创新,2019YFE0100100,2020-2021
    5. 富氧燃烧高效低成本运行关键技术与示范,2018YFB0605300, 2018-2021
    6. 碳捕集、封存、利用的示范及新一代技术研发,2016YFE0102500 , 2016-2019
    7. 复杂多孔结构表界面反应与传递机理,2016YFB0600801,2016-2020

    国家重点基础研究专项(973)
    1. 湍流多相流动与气化反应耦合机理、过程强化及火焰结构特征,2010CB227004, 2010-2014
    2. 燃烧源可吸入颗粒物源的物理化学特征及其成因,2002CB211601,2003-2007

    国家科技支撑计划
    1. 35MW富氧燃烧关键技术、系统集成及工程示范,2011BAC05B00, 2011-2014
    2. 燃用新疆高碱煤60-100万千瓦等级超(超)临界前后墙对冲π型锅炉关键技术开发与示范 , 2015BAA04B02 , 2015-2018

    国家高技术研究发展计划(863)
    1. 新型O2/CO2循环燃烧设备研发与系统优化,2009AA05Z315, 2009-2012
    2. 煤燃烧的CO2减排技术与污染物协同脱除,2005AA529330, 2005-2008

    国家国际科技合作专项
    1. 基于氧燃烧的大规模碳捕获和埋存关键技术的合作研究,2012DFB60100, 2012-2014

    国家自然科学基金
    1. 氨燃料MILD燃烧的基础研究,22350710788,2024-2026
    2. 碳颗粒群悬浮燃烧的全解析直接数值模拟研究,51876075,2019-2022
    3. 气固湍流燃烧多尺度耦合模拟与设计方法,51390494,2014-2018
    4. 湍流颗粒迁移碰撞的亚格子效应及其模型研究,51276076, 2012-2016
    5. 湍流与粗颗粒群相互作用的格子Boltzmann模拟,50976042, 2010-2012
    6. 非等温气粒两相湍流中颗粒所见标量统计特性研究,50576027, 2006-2008
    7. 湍流气粒两相流附加耗散的机理与模型研究,50276021,2003-2005
    8. 湍流气粒两相流中两相速度脉动关联的时间尺度研究,50006003,2001-2003

    湖北省支撑计划
    1. 35MW富氧燃烧运行控制与仿真关键技术,2015ACA051,2015-2017

    其他
    1. 中科院力学所,节能管控平台的回转窑燃烧数值模拟,2018-2019
    2. 天津水泥工业设计研究院,分解炉燃烧过程NOx生成及还原的数值模拟,2018-2019
    3. 宝武集团,煤气燃料型NOx控制低氮燃烧技术研究,2019-2020
    4. 华中科技大学自主创新项目,先进富氧燃烧,2015ZDTD018, 2016-2018
    5. 中国神华能源股份有限公司重大科技项目, 200MWe等级富氧燃烧碳捕集基础理论及试验研究, 2011-2015
    6. 国家能源局,西部缺水地区能源开发利用前景与规划,2014-2014
    7. 中国21世纪议程管理中心,NZEC II 示范项目成本核算与融资机制分析,2013-2014
    8. 阿尔斯通电力公司(ALSTOM Power), HUST-ALSTOM富氧燃烧合作研究,2012-2015
    9. 杜邦中国集团有限公司北京分公司, 玉米秸秆及玉米芯燃料成分分析, 2013-2014
    10. 巴威(Babcock & Wilcox),B&W-HUST煤沾污与接渣研究,2013-2014
    11. 阿尔斯通电力公司,燃煤NOx生成的数值模拟,2011-2012
    12. 美国空气化工公司,富氧无焰燃烧的实验与数值模拟研究,2011-2012
    13. 天津水泥工业设计研究院,水泥窑燃烧器燃烧过程数值模拟研究,2009-2011
    14. 武汉钢铁(集团)公司,煤气燃烧过程数值模拟仿真及试验研究,2008-2010

代表性论文与专利

    专著
    1.Zheng, C.,Liu, Z.,Oxy-fuel Combustion: Fundamentals,Theory and Practice. 1st ed.; Elsevier Academic Press 2017.
    2.郑楚光,柳朝晖,弥散介质的光学特性及辐射传热. 武汉: 华中理工大学出版社, 1996

    代表论文
    1.Review on research and development of oxy-coal burner for carbon capture, Science China Techn. Sci., 2024, 67:647-672
    2.LES of non-premixed NH3/H2/N2-air jet flames at elevated pressure with differential diffusion, Combust Flame, 2024, 268:113629
    3.A species-weighted flamelet/progress variable model with differential diffusion effects for oxy-fuel jet flames,Combust Flame, 2023, 251:112674
    4.A simple one-step index algorithm for implementation of lattice Boltzmann method on GPU    Comp Phys Comm, 2023, 283:108603
    5.Non-gray gas and particle radiation in a pulverized coal jet flame,Combust Flame, 2022, 246:112433
    6.Non-gray chemical composition based radiative property model of fly ash particles, Proc Combust Inst, 2021, 38(3):4281-4290
    7.Structural subgrid scale model based on wavelet filter for large eddy simulation of particle-laden turbulence, Int J Multiphase Flow, 2021, 143: 103730.
    8.中国煤粉富氧燃烧的工业示范进展及展望,电机工程学报,2021,41(4):1197-1209
    9.A unified stochastic particle Bhatnagar-Gross-Krook method for multiscale gas flows, J Comp Phys, 2020, 400:108972
    10.A full spectrum k-distribution based non-gray radiative property model for unburnt char    Proc Combust Inst, 2019, 37(3):3081-3089
    11.A boundary thickening-based direct forcing immersed boundary method for fully resolved simulation of particle-laden flows,    J Comp Phys, 2019, 390:203-231
    12.Influence of coherent vortex structures in subgrid scale motions on particle statistics in homogeneous isotropic turbulence,    Int J Multiphase Flow, 2019, 113:358-370
    13.A compatible configuration strategy for burner streams in a 200 MW e tangentially fired oxy-fuel combustion boiler. Applied Energy, 2018, 220:59-69
    14.Experimental and numerical investigations on oxy-coal combustion in a 35 MW large pilot boiler, Fuel, 2017, 187: 315–327
    15.Experimental investigation on turbulence modification in a dilute gas-particle axisymmetric opposed jets flow, Chem Eng J, 2016, 286:76-90
    16.Fundamental and Technical Challenges for a Compatible Design Scheme of Oxyfuel Combustion Technology, Engineering, 2015, 1(1):139-149
    17.A full spectrum k-distribution based weighted-sum-of-gray-gases model for oxy-fuel combustion, Int J Heat Mass Trans, 2015, 90:218-226
    18.An experimental study on turbulence modification in the near-wall boundary layer of a dilute gas-particle channel flow. Exp Fluids, 2012, 53(5): 1385-1403.
    19.A joint PDF model for turbulent spray evaporation/combustion, Proc Combust Inst, 2002, 29(1):561-568
    20.Numerical and experimental investigations on the performance of a 300 MW pulverized coal furnace, Proc Combust Inst, 2002, 29(1):811-818

    软件著作权
    1.燃用高碱煤锅炉受热面积灰沾污特性模拟UDF插件 V1.0. 软件著作权登记号: 2018SR764779
    2.颗粒悬浮流浸入边界格子玻尔兹曼并行计算软件【简称:PFlows】V1.0 软件著作权登记号:2020SR0841433
    3.粘弹性颗粒悬浮流浸入边界格子玻尔兹曼并行计算软件[简称:vePFlows]V1.0, 软件著作权登记号:2021SR0284427
    4.基于谱带k分布的炉内气体和颗粒非灰辐射特性UDF插件[简称:WSGG/WSGP-SK]V1.0,软件著作权登记号:2020SR1509338

    代表专利
    1.柳朝晖,余学海,罗威,张金生,王巧,陈寅彪,郑楚光,万太浩,富氧燃烧烟气循环系统控制方法,CN 201510501046.6
    2.黄勇理,柳朝晖,郑楚光,陈寅彪,张金生,王俊,黄卫军,万太浩,一种锅炉的运行方法ZL201410337935.9
    3.张立麒,丁继伟,朱海跃,易宝军,柳朝晖,毛志慧,郑楚光 ,一种富氧燃烧锅炉热力性能获取方法,ZL201410215661.6
    4.傅培舫,李孟阳,郑楚光,柳朝晖,一种用于燃煤发电富氧燃烧的外置式氧气注入装置,ZL201310712574.7
    5.傅培舫,李孟阳,郑楚光,柳朝晖,一种用于燃煤发电富氧燃烧的内置式氧气注入装置,ZL201310712573.2
    6.张立麒,丁继伟,朱海跃,易宝军,柳朝晖,毛志慧,郑楚光 ,一种富氧燃烧锅炉热力性能获取方法,ZL201410215661.6
    7.张立麒,毛志慧,易宝军,柳朝晖,朱海跃,潘聪,郑楚光 ,一种煤粉富氧无焰燃烧方法及其系统,ZL201310624080.3
    8.柳朝晖,黄仕鑫,王林 ,一种组合式燃烧器,ZL201310251579.4
    9.柳朝晖,刘敬樟,郑楚光,陈胜,王林,张泰,黄晓宏,彭科,孔红兵 ,一种富氧燃烧器,ZL201010185480.
    10.柳朝晖,黄晓宏,郑楚光,刘敬樟,韩静怡 ,一种用于多传感器有线测量的密封装置,ZL200810047665.2

所获荣誉和奖励

    人才计划
    1. 国务院 政府特殊津贴,2023
    2. 中组部 国家高层次人才特殊支持计划中青年科技创新领军人才,2013
    3. 科技部 创新人才推进计划中青年科技创新领军人才,2013
    4. 教育部 新世纪优秀人才支持计划,2004

    科技奖励
    1.国家自然科学二等奖,基于离散体系的跨尺度多相反应流的介观理论和方法,2014
    2.湖北省技术发明一等奖,富氧燃烧碳捕集关键技术装备及工程示范,2018
    3.教育部自然科学一等奖,湍流及多相反应流介观模型的新进展,2003
    4.湖北省自然科学一等奖,煤燃烧过程中矿物质变化行为的理论描述及数值模拟,2000
    5.四川省科技进步二等奖,富氧燃烧燃烧装备研发及系统集成示范,2018
    6.湖北省科技进步二等奖,双蓄热式防脱碳工艺及加热炉长寿技术,2014
    7.湖北省自然科学二等奖,燃煤可吸入颗粒物(PM10)的形成、排放与控制,2007
    8.国家教委科技进步三等奖,煤燃烧过程的数学模化及其在工程中的应用,1997
    9.华中科技大学重大科技进展,富氧燃烧碳捕集关键技术装备及工程示范,2018
    10.Facility Award, ISA Power Industry Division,2017
    11.日内瓦发明展金奖,富氧燃烧碳捕集技术,2017