一、流体热物理性质研究

1、热物性测试新技术

多年来课题组一直致力于热物性测试新技术研究，团队历经近二十年时间研制了具有国际先进水平的流体热物性测试系统，部分测试技术处于国际领先水平，包括液体pρT、气相pvTx性质、气液相平衡、饱和蒸气压、临界参数、比热容、导热系数、黏度、热/质扩散系数、表面张力、溶解度、互溶性等实验测量系统，最大测试范围温度-180~300 ℃，压力0~140 MPa。在热物性测试技术领域积累了丰富的研究经验和先进的实验条件。

2、热物性测试标准

        计量是利用技术和法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量。在计量过程中，使用标准的量具和仪器校准、检定受检量具和仪器设备，以衡量和保证使用受检量具仪器进行测量时所获得测量结果的可靠性。热物性测试同样也需要相应的标准体系，然而目前热物性测试标准体系还很不完善，比如黏度唯一参考基准是20 ℃水的黏度值，显然无法满足工业发展的需求和挑战。国务院印发的计量发展规划（2013-2020年）中也指出，“加强标准物质研究和研制，开展基础前沿标准物质研究，扩大国家标准物质覆盖面，填补国家标准物质体系的缺项和不足。”本方向主要开展热物性先进测试技术研究，建立基准测试实验系统，获得高精度的实验数据，研究热物性标准物质。

3、热物性理论与状态方程

      在能源动力、石油化工、冶炼提纯等领域，模拟、设计和优化相关系统必须参考流体准确的压力、密度、温度、饱和蒸气压、焓、熵、比热和音速等热力学性质，以及导热系数和黏度等迁移性质。热力学性质决定了系统的工况（温度、压力和流量等）和效率；迁移性质对传热、传质等输运特性有很大影响，进而影响系统的经济性。热物理性质的实验测量结果往往都是离散的数据点，要实现编程连续计算和编制热物理性质图表必须建立可靠的热物理性质计算方程；特别是对工程上常用而不能直接实验测量的焓和熵等热力学参数，状态方程的研究就显得更有意义。

4、制冷热泵工质热物性研究

      本方向主要开展制冷、热泵工质热物性研究，主要研究内容包括：(1) 开展新型环保制冷剂、热泵工质、换热介质、冷却剂及各种替代工质的热物性实验和理论研究，包括临界性质、相平衡、饱和蒸气压、密度、比热、黏度和导热系数等；(2) 开展冷媒/润滑油（冷冻油） 、制冷剂/润滑油（冷冻油）体系的热物性实验研究，包括互溶性、溶解度、密度、黏度等；(3) 建立冷媒/润滑油混合体系热物性计算模型，开展制冷/热泵系统复杂过程的仿真与优化。

5、低温流体热物性研究

      常见的低温工质，包括氮、氧、氩、氢、氦、液化天然气等，被广泛用于各个行业，如低温超导、低温推进剂、LNG利用、低温储能、生物冷刀等。热物理性质的研究一直是工质开发的基础性研究工作，对于评价工质性能和优化系统设计有着重要的作用。本方向主要开展低温流体的密度、比热容、黏度和导热系数研究，开发设计先进低温流体热物理性质实验测量平台，开展低温流体热物理性质实验研究，建立低温流体热物性计算方程，为低温工质的应用奠定基础。研究内容包括: (1) 低温流体密度、比热容、黏度和导热系数实验测量系统的建立，适用温度范围为14~200 K，压力范围为0~10 MPa。 (2) 液化天然气迁移性质研究，包含液化天然气混合物迁移物性的测量以及剩余熵标度模型的开发。（3）低温氢热物理性质研究，包含正仲氢热物理性质测量以及适用于含氢流体考虑量子效应的热物理性质模型建立。

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二、能源利用的模型与优化

1、分布式综合能源系统集成设计

      本方向主要开展分布式综合能源系统集成设计相关研究，基于能源资源优化配置的多能源协同调度研究。主要研究内容包括：(1) 耦合可再生能源的多场景分布式综合能源系统模型构建与动态性能分析；(2) 系统的确定性优化设计与多重不确定因素下的鲁棒性优化设计；(3) 基于遗传算法、粒子群算法等智能优化模型的多目标设计方案； (4) 面向多智能体能源价格博弈下的区域能源系统的交互行为和决策分析。

2、分布式综合能源系统协同优化

      本方向主要开展分布式综合能源系统协同优化相关研究，旨在通过多能源协同调度和资源优化配置，提高系统运行效率、降低成本并增强系统稳定性。研究内容包括：（1）考虑不确定性的综合能源系统优化调度模型的建立，包含随机优化模型、鲁棒优化模型以及分布鲁棒优化模型等。（2）考虑多时间尺度特性影响下综合能源系统的协同优化调度策略，提升系统运行的灵活性。（3）考虑综合需求响应、碳交易机制、绿证交易等与能源系统整合，优化系统的运行，实现低成本、低碳、高效及高可靠性的能源管理。（4）数据管理与优化算法的研究，涵盖从数据采集、清洗、处理到分析预测、自适应控制等多个方面，推动综合能源系统的智能化和可持续发展。 (5) 基于数据驱动方法构建多能源耦合、多时间尺度的多维度协同预测体系。

3、区域能源规划、评价及软件开发

      本方向主要开展面向国家、区域以及行业等不同层次对象的能源-环境-经济协调发展的路径规划，基于双碳目标开展能源体系转型与碳减排研究。主要研究内容包括：中国能源-粮食-水资源协同发展研究、区域能源转型路径与二氧化碳减排策略研究、陕西省节能减排潜力分析及EPSoft软件开发等；主要技术包括：对未来人口、经济发展、产业结构、能源消费及碳排放量等进行预测，构建多目标模型协同优化能效、经济和环境指标，开发区域能源-环境-经济发展长期综合规划软件，为决策者提供低碳经济可行的路径方案。