反应分子动力学与材料界面
利用反应分子动力学研究含氧燃料分解、氧化和产物生成，分析分子结构与反应环境的作用；结合金属表面氧化研究，揭示气体与材料接触时的微观变化。解析分子反应与结构演化，为理解材料氧化、腐蚀及性能变化提供微观依据。
CLS · RESEARCH AREAS
多尺度模拟与计算设计
Multiscale Modeling and Computational Design
从分子反应到流动与传热，理解能源过程的关键机制，为燃料、材料与装置设计提供计算依据。
研究概述
燃料如何分解、污染物怎样形成、火焰能否稳定，以及反应器如何传热，涉及从原子运动到装置流动的不同尺度。我们结合分子模拟、反应动力学和计算流体力学（CFD），解析化学反应、材料界面与流动传热之间的联系。通过计算与实验相互印证，将微观机制转化为对燃料利用、材料选择和能源装备设计的认识。
团队已开展含氧燃料热解与氧化的反应分子动力学研究、金属表面在超临界二氧化碳中的氧化分析，以及关键燃料反应的路径、热力学与动力学计算。在连续介质尺度，已有微通道火焰结构、对冲火焰数值模型和自热式氨分解反应器研究。这些工作覆盖分子反应、化学速率与反应流，为进一步连接材料性质、反应参数和装置表现积累了基础。
研究重点
燃烧化学与反应动力学
通过反应路径、热力学性质和速率参数分析，研究燃料转化及污染物形成的关键环节。结合已有燃烧测量与动力学研究，比较不同条件下模型的表现，识别需要进一步约束的反应，为机理检验和后续模型简化提供依据。
CFD 反应流与多物理场
研究流动、化学反应、组分输运和传热的耦合，分析入口条件、通道结构及壁面热交换对火焰和反应器行为的影响。以微尺度燃烧和典型火焰研究为基础，连接流场、温度场与组分分布，为燃烧组织和反应器设计提供计算支持。
多尺度计算与装置设计
以自热式氨分解微通道反应器等研究为基础，比较材料与通道布局对反应和传热过程的影响。进一步探索参数筛选、灵敏度分析及设计方案比较，逐步连接分子与动力学信息，使计算结果服务于明确的装置设计问题。
未来拓展
未来将探索分子、反应动力学与连续介质模型之间的信息传递，面向催化转化、清洁燃烧和热管理问题开展跨尺度计算。在现有反应流研究基础上，逐步拓展大涡模拟（LES）等湍流计算方法，研究更复杂的燃烧工况；同时结合实验验证与不确定性分析，探索数据辅助的参数辨识、模型简化和设计空间搜索，提高计算方法在材料筛选与装置优化中的实用性。
代表论文
- Exploring reaction mechanism and kinetics of acetone pyrolysis and combustion in O2/H2O/CO2 environments via ReaxFF MD simulations
以丙酮热解与燃烧为对象开展反应分子动力学研究，分析不同气氛中的反应机理与动力学。
- Understanding the oxidation mechanism of Fe (1 0 0) in supercritical CO2: A ReaxFF molecular dynamics simulation
通过反应分子动力学研究铁表面在超临界二氧化碳中的氧化，支撑材料表界面方向。
- A theoretical study on the isomerization and decomposition reaction kinetics of small unsaturated methyl esters: Methyl acrylate, methyl butenoate and methyl crotonate radicals
理论研究小分子不饱和甲酯自由基的异构化与分解动力学，支撑关键反应路径分析。
- A numerical investigation on the thermo-chemical structures of methane-oxygen diffusion flame-streets in a microchannel
数值研究微通道中甲烷与氧气扩散火焰街的热化学结构，连接反应、流动与壁面作用。
- Numerical analysis of autothermal microchannel reactors for ammonia decomposition: Roles of material and channel architecture
分析自热式氨分解微通道反应器中的材料与通道结构作用，体现计算对装置设计的支持。