伦敦国王学院博士奖学金：喷雾相变热管理机理研究

【项目介绍】

挑战——热危机 随着社会向净零排放和下一代数字技术迈进，我们面临着严峻的热挑战。从聚变能源反应堆到电动汽车逆变器和高功率电子设备，现代器件产生的热通量已超过1 kW/cm²。传统冷却方法正接近其极限。

解决方案 喷雾冷却是应对这一危机最有前景的高性能解决方案之一。然而，目前喷雾系统的设计严重依赖经验关联式。喷雾的随机性——涉及数百万次混乱的液滴相互作用——仍知之甚少，这阻碍了向理性的、基于物理的工程设计转型。

项目内容 本项目建立在我们研究团队在液滴撞击基础研究方面的成功基础上，旨在弥合单液滴流体动力学与全喷雾热性能之间的关键差距。您将从孤立液滴研究出发，揭示“真实世界”喷雾环境的复杂物理机制。具体研究目标包括： • 研究相互作用：研究相邻液滴之间复杂的“串扰”以及高频撞击过程中液膜形成的动力学。 • 开发先进诊断技术：设计和利用结合高速光学和热成像的最先进实验装置，捕捉液-固接触线和局部传热的瞬态物理过程。 • 建模转变过程：建立机理模型，预测沸腾区域之间的转变和传热系数。

为什么申请？ • 国际合作：您将直接受益于新启动的欧盟MSCA ThermEnTrans项目（2026年1月启动），为国际学术交流、借调和与顶尖国际研究合作伙伴的合作提供独特机会。 • 世界一流设施：您将在位于伦敦市中心、设备齐全的实验室工作，可使用高速摄像机、显微可视化工具和微加工设施（Strand Research Facility和London Centre for Nanotechnology）。 • 技能发展：您将获得实验流体力学、光学诊断、图像处理、热建模和计算流体力学（CFD）方面的高需求技能。

研究团队介绍 成功的候选人将加入由Yutaku Kita博士领导的伦敦国王学院工程系热流体物理实验室（Thermofluid Physics Laboratory）。我们的实验室正在快速发展，拥有强大的学术合作网络，包括帝国理工学院、UCL、爱丁堡大学、都柏林大学学院（爱尔兰）、九州大学（日本）、产业技术综合研究所（日本）等。更多信息请访问：https://kita-thermofluids.com/

【申请要求】

• 机械工程、化学工程或物理学背景 • 对流体力学和传热学有良好理解 • 实验室经验和良好的编程技能 • 渴望发展新技能和知识 • （优先）具有表面科学、计算流体力学（CFD）模拟和图像处理知识

申请流程 候选人必须通过King's Apply在线申请系统进行申请（https://www.kcl.ac.uk/engineering/postgraduate/research-degrees）。请申请Engineering Research（MPhil/PhD），并在申请中注明Yutaku Kita为指导教师并引用项目标题。请确保在申请表的资助部分添加代码[979]，选择选项5“我正在申请由伦敦国王学院管理的资助奖项或奖学金”，并在“Award Scheme Code or Name”框中输入该代码。选拔过程包括文件初审和面试。如有项目相关问题，请联系Yutaku Kita。

【资助信息】

资助为EPSRC DLA，为期42个月，包括学费、免税生活津贴和实验费用。 • 生活津贴：2026/27年度免税生活津贴为23,805英镑，每年递增 • 学费：全额英国本土UKRI学费每年5,238英镑或全额海外学费每年34,700英镑 • 实验费用：每年2,500英镑