第一章2026年工程熱力學(xué)中的模型與仿真：引言與趨勢第二章工程熱力學(xué)中的系統(tǒng)建模方法第三章工程熱力學(xué)仿真技術(shù)前沿第四章工程熱力學(xué)模型與仿真的工業(yè)應(yīng)用第五章工程熱力學(xué)中的智能化趨勢第六章工程熱力學(xué)模型與仿真的未來展望01第一章2026年工程熱力學(xué)中的模型與仿真：引言與趨勢引言——工程熱力學(xué)的時代背景能源需求的增長與挑戰(zhàn)工程熱力學(xué)的核心地位傳統(tǒng)熱力系統(tǒng)效率問題全球能源消耗持續(xù)增長，環(huán)境問題日益嚴(yán)峻能源轉(zhuǎn)換和利用的核心學(xué)科，面臨挑戰(zhàn)與機遇傳統(tǒng)熱力系統(tǒng)效率普遍低于30%，亟需革新分析——模型與仿真的技術(shù)現(xiàn)狀多元化發(fā)展格局商業(yè)軟件的優(yōu)勢與局限開源解決方案的興起多物理場耦合、開源與商業(yè)協(xié)同、軟硬件一體化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論證——模型與仿真的核心價值全生命周期成本控制能源優(yōu)化案例極端環(huán)境預(yù)測研發(fā)降本、生產(chǎn)提效、運維增效火電廠通過CFD仿真優(yōu)化鍋爐燃燒，NOx排放降低25%熱結(jié)構(gòu)耦合仿真模擬航天器再入大氣層過程，防熱材料設(shè)計通過率提升總結(jié)與展望奠定基礎(chǔ)系統(tǒng)性分析技術(shù)突破后續(xù)將探討具體建模方法、仿真技術(shù)前沿、工業(yè)應(yīng)用案例、智能化發(fā)展趨勢等旨在為工程熱力學(xué)發(fā)展方向提供參考未來五年將出現(xiàn)50項關(guān)鍵技術(shù)突破，其中30%與人工智能直接相關(guān)02第二章工程熱力學(xué)中的系統(tǒng)建模方法引言——系統(tǒng)建模方法的歷史演變解析模型到數(shù)字孿生的演變傳統(tǒng)解析模型的局限性現(xiàn)代數(shù)字孿生的優(yōu)勢傳統(tǒng)解析模型到現(xiàn)代數(shù)字孿生的跨越式發(fā)展難以描述復(fù)雜非定?，F(xiàn)象，精度有限能夠描述復(fù)雜系統(tǒng)，精度高，適用范圍廣分析——建模技術(shù)的分類與比較四大類建模方法解析模型的優(yōu)勢與局限數(shù)值模型的優(yōu)勢與局限解析模型、數(shù)值模型、實驗?zāi)Ｐ秃突旌夏Ｐ秃啙嵉y以描述復(fù)雜非定?，F(xiàn)象，精度有限能夠描述復(fù)雜系統(tǒng)，但計算量大，需要高性能計算資源論證——建模方法的應(yīng)用價值新能源領(lǐng)域工業(yè)應(yīng)用案例極端環(huán)境預(yù)測地?zé)犭娬就ㄟ^地?zé)崃黧w-巖石相互作用模型優(yōu)化井深設(shè)計，產(chǎn)能提升20%某火電廠通過CFD仿真優(yōu)化鍋爐燃燒，NOx排放降低25%熱結(jié)構(gòu)耦合仿真模擬航天器再入大氣層過程，防熱材料設(shè)計通過率提升總結(jié)與展望方法論基礎(chǔ)系統(tǒng)性分析技術(shù)突破后續(xù)將深入探討具體建模技術(shù)、仿真前沿、工業(yè)案例等旨在為工程熱力學(xué)建模發(fā)展方向提供參考未來五年將出現(xiàn)50項關(guān)鍵技術(shù)突破，其中30%與人工智能直接相關(guān)03第三章工程熱力學(xué)仿真技術(shù)前沿引言——仿真技術(shù)的創(chuàng)新浪潮仿真技術(shù)的創(chuàng)新浪潮傳統(tǒng)CFD技術(shù)的局限性基于深度學(xué)習(xí)的代理模型的優(yōu)勢傳統(tǒng)CFD技術(shù)無法滿足多尺度耦合需求，而基于深度學(xué)習(xí)的代理模型正在改變這一格局難以描述復(fù)雜非定?，F(xiàn)象，精度有限能夠描述復(fù)雜系統(tǒng)，精度高，計算效率高分析——前沿仿真技術(shù)的分類與比較四大類仿真技術(shù)傳統(tǒng)CFD技術(shù)的優(yōu)勢與局限AI代理模型的優(yōu)勢與局限傳統(tǒng)CFD、AI代理模型、數(shù)字孿生和量子仿真ANSYSFluent、COMSOLMultiphysics等，求解精度高，但成本高計算效率高，但需要專業(yè)知識進行二次開發(fā)論證——前沿仿真技術(shù)的應(yīng)用價值新能源領(lǐng)域工業(yè)應(yīng)用案例極端環(huán)境預(yù)測地?zé)犭娬就ㄟ^地?zé)崃黧w-巖石相互作用模型優(yōu)化井深設(shè)計，產(chǎn)能提升20%某火電廠通過CFD仿真優(yōu)化鍋爐燃燒，NOx排放降低25%熱結(jié)構(gòu)耦合仿真模擬航天器再入大氣層過程，防熱材料設(shè)計通過率提升總結(jié)與展望技術(shù)基礎(chǔ)系統(tǒng)性分析技術(shù)突破后續(xù)將深入探討具體智能化技術(shù)、工業(yè)應(yīng)用案例等旨在為工程熱力學(xué)仿真發(fā)展方向提供參考未來五年將出現(xiàn)50項關(guān)鍵技術(shù)突破，其中30%與人工智能直接相關(guān)04第四章工程熱力學(xué)模型與仿真的工業(yè)應(yīng)用引言——工業(yè)應(yīng)用的價值鏈工業(yè)應(yīng)用的價值鏈研發(fā)設(shè)計階段生產(chǎn)運維階段研發(fā)設(shè)計-生產(chǎn)運維，仿真技術(shù)貫穿全過程通過仿真技術(shù)降低研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期通過仿真技術(shù)提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本分析——典型工業(yè)應(yīng)用場景多元化發(fā)展格局能源優(yōu)化安全預(yù)測能源優(yōu)化-安全預(yù)測-智能制造火電廠通過CFD仿真優(yōu)化鍋爐燃燒，NOx排放降低25%熱結(jié)構(gòu)耦合仿真模擬航天器再入大氣層過程，防熱材料設(shè)計通過率提升論證——工業(yè)應(yīng)用的成功案例新能源領(lǐng)域工業(yè)應(yīng)用案例極端環(huán)境預(yù)測地?zé)犭娬就ㄟ^地?zé)崃黧w-巖石相互作用模型優(yōu)化井深設(shè)計，產(chǎn)能提升20%某火電廠通過CFD仿真優(yōu)化鍋爐燃燒，NOx排放降低25%熱結(jié)構(gòu)耦合仿真模擬航天器再入大氣層過程，防熱材料設(shè)計通過率提升總結(jié)與展望應(yīng)用基礎(chǔ)系統(tǒng)性分析技術(shù)突破后續(xù)將深入探討具體工業(yè)案例、技術(shù)前沿等旨在為工程熱力學(xué)應(yīng)用發(fā)展方向提供參考未來五年將出現(xiàn)50項關(guān)鍵技術(shù)突破，其中30%與人工智能直接相關(guān)05第五章工程熱力學(xué)中的智能化趨勢引言——智能化浪潮的驅(qū)動因素智能化浪潮驅(qū)動因素智能化趨勢的影響工程熱力學(xué)正進入一個以智能化、數(shù)字化為特征的新時代數(shù)據(jù)量的爆炸式增長、計算能力的指數(shù)級提升、AI算法的快速突破傳統(tǒng)基于經(jīng)驗的設(shè)計方法正在被數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能方法替代分析——智能化技術(shù)的分類與比較四大類智能化技術(shù)智能代理模型的優(yōu)勢與局限強化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢與局限智能代理模型、強化學(xué)習(xí)、數(shù)字孿生和知識圖譜計算效率高，但需要專業(yè)知識進行二次開發(fā)能夠自動優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)，但需要大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練論證——智能化技術(shù)的應(yīng)用價值新能源領(lǐng)域工業(yè)應(yīng)用案例極端環(huán)境預(yù)測地?zé)犭娬就ㄟ^地?zé)崃黧w-巖石相互作用模型優(yōu)化井深設(shè)計，產(chǎn)能提升20%某火電廠通過CFD仿真優(yōu)化鍋爐燃燒，NOx排放降低25%熱結(jié)構(gòu)耦合仿真模擬航天器再入大氣層過程，防熱材料設(shè)計通過率提升總結(jié)與展望技術(shù)基礎(chǔ)系統(tǒng)性分析技術(shù)突破后續(xù)將深入探討具體智能化技術(shù)、工業(yè)應(yīng)用案例等旨在為工程熱力學(xué)智能化發(fā)展方向提供參考未來五年將出現(xiàn)50項關(guān)鍵技術(shù)突破，其中30%與人工智能直接相關(guān)06第六章工程熱力學(xué)模型與仿真的未來展望引言——未來發(fā)展的驅(qū)動力未來發(fā)展的驅(qū)動力智能化趨勢數(shù)字化趨勢智能化、數(shù)字化傳統(tǒng)基于經(jīng)驗的設(shè)計方法正在被數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能方法替代工程熱力學(xué)正進入一個以智能化、數(shù)字化為特征的新時代分析——未來發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)五大關(guān)鍵技術(shù)智能代理模型的優(yōu)勢與局限強化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢與局限智能代理模型、強化學(xué)習(xí)、數(shù)字孿生、知識圖譜和量子仿真計算效率高，但需要專業(yè)知識進行二次開發(fā)能夠自動優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)，但需要大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練論證——未來發(fā)展的應(yīng)用場景新能源領(lǐng)域工業(yè)應(yīng)用案例極端環(huán)境預(yù)測地?zé)犭娬就ㄟ^地?zé)崃黧w-巖石相互作用模型優(yōu)化井深設(shè)計，產(chǎn)能提升20%某火電廠通過CFD仿真優(yōu)