工程热物理作为国家能源与动力工程领域的核心学科,其考博考试内容深度聚焦基础理论与前沿技术融合。中科院工程热物理研究所近年考试大纲显示,试卷结构由三部分构成:专业基础(40%)、专业综合(30%)与科研创新能力(30%),其中专业基础包含工程热力学、传热学、流体力学三大核心模块,专业综合涉及数值计算、相变传热、燃烧学等细分方向,科研创新能力考核则通过文献综述、实验设计、技术路线图绘制等题型体现。
在工程热力学部分,重点考察热力学第二定律的扩展应用,包括熵产分析与火用理论在工业系统优化中的实践,近三年真题中涉及热电材料能效评价、多级余热回收等实际案例占比达65%。传热学部分要求掌握非稳态传热的数值解法,特别是有限体积法在相变传热中的实现,2022年新增了微尺度传热与电子设备散热结合的交叉题型。流体力学重点在于湍流模型与流动稳定性分析,考生需熟练运用k-ε模型、大涡模拟(LES)处理工程中的分离流问题,2023年新增了超音速流动中的激波边界层干扰考点。
考生需建立"理论-数值-实验"三位一体的知识体系,例如在传热学复习中,建议结合COMSOL Multiphysics完成从理论推导到三维建模的全流程训练。针对燃烧学前沿方向,重点掌握预混燃烧与非预混燃烧的火焰稳定性判据,特别是燃料喷雾-气流相互作用机理,推荐研读《Combustion Physics》中关于湍流火焰传播的章节。能源转换技术方面,太阳能聚光系统热力学极限、燃料电池电化学动力学模型等成为近年高频考点。
备考策略上建议采用"三轮递进法":第一轮(3-6个月)完成《工程热力学》《传热学》《流体力学》核心教材精读,配合《Fundamentals of Engineering Thermodynamics》《Heat and Mass Transfer》补充拓展;第二轮(2个月)聚焦中科院近五年已公开的357篇博论开题报告,提炼出热力学优化、微通道传热、先进燃烧器设计等12个高频研究方向;第三轮(1个月)进行全真模拟训练,重点突破实验设计题,例如要求设计微型斯特林发动机的热力循环测试方案,需同时考虑材料选择、密封结构、工质特性等交叉要素。
特别需要注意的是,2024年考试将引入"碳中和背景下的工程热力学"新模块,涉及碳捕集与封存(CCUS)系统的热力学分析、生物质能多联产系统的火用评估等内容。考生应建立动态知识更新机制,定期研读《Applied Energy》《Energy Conversion and Management》等期刊近三年高被引论文,重点关注中科院工程热物理所官网发布的年度研究进展报告。建议每周完成2次学术英语训练,通过精读ASME会议论文提升专业文献阅读能力,同时参与所内组织的"能源系统多学科交叉研讨会",积累科研合作经验。