本课题主要研究以铁电材料、铁磁材料、经典气体、量子气体、谐振子系统和自旋系统等不同材料为工作物质的埃里克森循环、斯特林循环和布雷顿循环在各种不同条件下的回热特征、性能参数及优化理论。重点分析非理想回热、有限速率热传递、工质的内不可逆性、热源间的热漏损失、热传递定律和量子简并性等各种不同因素对热力学循环性能的影响,从而获得一些新颖的结论。这些结论将对铁电制冷机、磁制冷机、气体热机等实际的热力学循环装
本项目主要应用量子力学、量子统计、非平衡态热力学、有限时间热力学、变分原理、最优控制理论,采用理论分析、数值计算和计算机模拟等手段,对一些经典工质和量子工质的若干热力学循环性能进行了分析,重点研究经典气体奥托和布雷顿循环的优化性能;磁布雷顿制冷循环的性能特征;不可逆卡诺热机和制冷机局域稳定性分析;量子简并性对气体制冷循环性能的影响;自旋和谐振子系统若干热力学循环性能特征及其优化理论;无限深势阱中微观粒子量子热力学循环性质;基于热尺度效应的气体热机和制冷机性能特征。该项目研究可以为气体工质、磁工质、若干量子工质的热力学循环系统的优化设计和性能改善提供理论指导。本项目研究已在国内外学术期刊发表论文22篇,其中被SCI收录14篇,被EI收录8篇。