国家海洋强国战略、“中国制造2025”计划等都将船舶动力列为重点发展和率先实现突破的领域；海军制定了动力先行的发展战略；国务院东北老工业基地振兴计划明确将燃气轮机等作为黑龙江加快培育新兴产业。船舶动力行业面临千载难逢的政策环境。
为实现船舶动力自主发展，国家启动实施了“两机”重大专项、船用低速机工程（一期）、高技术船舶科研计划、船舶动力基础科研计划、声隐身专项、大型蒸汽动力装置研发工程、中高速大功率柴油机研发等一批重大专项、重大工程和型号研制任务，本实验室作为我国船舶动力技术研究和装备生产的重要基地，承担了大量的科研项目，科研形势前所未有。
哈尔滨工程大学通过几代人的不懈努力，在舰船动力技术领域完成一大批高水平科研项目的同时，建设了一支高素质、创新型的学术队伍，尤其是经过 “211工程”、优势学科创新平台、高新工程、车船动力工程、保障条件建设，学校的基础研发条件显著改善，承担重大科研项目和高素质人才培养的能力明显增强，在船舶动力领域取得了显著成果。学校现已成为国内船舶动力领域学科专业最齐全、基础理论和应用技术研究最深入的高等院校之一，是我国船舶动力领域重要的科学研究中心和高素质专业人才培养基地。学校是中国造船工程学会、中国内燃机学会副理事长单位。
1. 学科发展
哈尔滨工程大学是国内船舶动力领域基础理论和应用技术研究专业最为齐全的高校。本实验室依托的动力工程及工程热物理学科源于1953年创立的“哈军工”船舶动力专业，1981年工程热物理学科首批获得硕士学位授予权，1986年船舶内燃机获得博士学位授予权，2000年动力机械及工程学科获博士学位授予权，2001年批准设立动力工程及工程热物理博士后科研流动站，2011年该学科成为一级学科博士点、黑龙江省重点学科，2012年成为工信部两化融合重点学科。现拥有教育部工程研究中心、国家级实验教学示范中心、国防科技创新团队、国家优秀教学团队和国家精品课。在全国第四轮学科评估中，船舶与海洋工程学科获得A+，排名第一、动力工程及工程热物理获得B+，排名第九。
2. 科研基础
本实验室经过多年的建设和发展，在船舶柴油机、燃气轮机、蒸汽动力及核动力二回路等方面专业齐全，并形成了自己的特色和优势；凝练并形成了动力系统控制与测试、动力系统振动噪声控制、动力系统总体性能与结构、高效强化燃烧理论及节能减排、传热传质理论及新能源5个特色和优势鲜明的学科方向，代表了我国船舶动力发展的前沿基础和关键技术，为国家及行业的发展起到了技术支撑和引领作用。近5年，年均科研经费超亿元；荣获科技奖励20余项，其中国家级二等奖2项，省部级一等奖4项、二等奖3项；获得国家授权发明专利200余项，出版教材、学术专著20余部，在国内外核心期刊发表论文1000余篇，其中SCI收录200余篇、EI收录800余篇。在柴油机综合电控与测试、燃气轮机燃烧及气动性能、振动噪声控制、蒸汽动力装置仿真评估、强化燃烧与传热机制、动力系统热力性能与热强度分析等方面形成了特色和优势，研究水平处于国内领先，特别是在发动机综合电控技术、机电设备振动噪声控制领域，部分技术具有国际先进水平。
(1)柴油机和双燃料发动机
在柴油机和双燃料发动机高效燃烧与低排放、电控燃油喷射技术、高增压系统设计技术、低噪声设计及振动噪声控制技术、数字化预测设计及现代测试技术、发动机多物理场仿真分析及测试验证技术、振动力源和传递途径识别技术、振动主动控制技术等领域形成了科学的理论体系，培育了专业的研发队伍，取得了一系列标志性的研究成果，起到了引领行业发展的作用；突破了柴油机和双燃料发动机综合电控、电控喷油、燃料协同控制，发动机现代测试技术、相继增压控制、振动噪声控制、零部件可靠性分析、配气机构优化设计等一系列关键技术，对发动机技术的引进消化与自主研发能力建设起到了积极推动作用；承担了柴油机综合电控系统、相继增压控制系统，双燃料发动机智能管理系统，柴油机排气冷却消声器，海水管路消声器，动力机电设备振动主动控制系统等型号研制任务，研制的产品已批量装备应用，提升了装备的技术水平与自我保障能力，得到机关及科研院所的高度评价。
(2)燃气轮机
突破了燃气轮机化学回热器性能的建模型技术和系统匹配与控制，涡轮压气机气动造型、涡轮冷却结构设计，船舶燃气轮机发电模块在负荷突降条件下的优化控制等关键技术。掌握了化学回热循环系统部件参数匹配和双燃料平滑切换策略，先进涡气动设计理论与动态试验、压气机三维气动设计技术和低工况扩稳技术、涡轮气热弹耦合与优化、联合动力装置匹配与控制、多相流分离等核心技术。具备了低工况性能良好的多级压气机气动设计、高性能涡轮叶栅和涡轮级的气动设计、燃烧室燃烧过程研究和等离子点火系统设计、联合动力装置性能仿真与优化控制、高效低阻进气滤清器设计的能力，可对燃气轮机自主研发提供技术支撑。
(3) 蒸汽动力
通过理论计算、数值模拟、动态仿真、原理实验等手段，部分突破了船舶蒸汽动力系统仿真、增压强化燃烧与传热机制、增压锅炉与涡轮增压机组匹配性能、非线性控制策略、大扰动时增压锅炉适配性能、弹射供汽系统稳定性与安全可靠性等基础理论问题及关键技术，取得了多项研究成果，在船用蒸汽动力及核动力二回路基础理论研究方面处于国内领先水平，有力地支撑了船用蒸汽动力系统的研制，提高了船用蒸汽动力系统自主研发能力，得到了各级机关及科研院所的高度评价。
3. 人才基础
本实验室现已建设了一支结构合理、素质过硬、具有创新精神的研究队伍。现有专任教师56人，其中正高职22人、副高职23人，近一半教师有出国经历，师资博士化率达92.8%；聘请国内外客座教授20余人，合作交流平台完善，学术氛围活跃。多名教师作为行业专家、中国内燃机学会常务理事、中国造船学会等学会副理事长等，参与了多个国家重大工程的顶层规划、立项、研制及评估工作，对船舶动力国内外技术现状、国家需求、发展规划及关键技术有较深理解，引领度及融合度逐步增强，在国家重大专项中承担越来越重要的角色。
4. 对外交流
本实验室除了与国内相关高校、科研院所、企业建立了良好的合作关系，建立了船舶动力协同创新联盟，还积极开展国际合作与交流，与英国南安普顿大学、格拉斯哥大学，美国伯克利大学、韦恩大学、华盛顿大学，日本京都大学、东京工业大学，韩国釜庆大学，俄罗斯鲍曼、圣彼得堡国立海洋大学等建立了良好的联系，每年邀请多名国外知名专家来实验室工作讲学。
5.基础条件
学校建设有35000m2的动力楼群，其中动力实验楼建筑面积15000 m2，实验楼油、水、气、电、排放处理、减振、消防等基础设施配套齐全，建设水平处于国内高校先进水平，可为船舶动力技术研发、试验验证和人才培养提供了良好的基础条件。
学校建设有包括柴油机、燃气轮机、双燃料发动机、蒸汽动力、设备减振降噪、后传动等25个专业实验室，设备1000余台套，为船舶动力基础理论研究、前沿技术跟踪探索及原理实验验证提供了一定的基础研究条件。
（1）船舶柴油机
经过多年的建设和积累，学校建成了柴油机综合电控实验系统、双燃料发动机试验系统、高背压柴油机实验系统、620单缸机实验系统、柔性轴系振动实验系统、模拟舱段浮筏振动主动控制验证系统、柴油机振动主动控制实验系统（液压式和电磁式）、全消声室、设备振动主动控制模拟舱段、气动热噪声实验系统、闭式循环柴油机实验系统、相继增压热动力实验系统、相继增压柴油机实验系统、柴油机零部件结构强度拉伸实验系统、高压油泵实验系统等零部件和整机实验系统，为开展柴油机技术研究提供了实验条件。购买了AVL Indiset Advanced 621数字式燃烧分析仪、AMAI60排放测试仪、Opacimeter 439烟度计、通用数据采集系统、B&K公司和奇石乐公司振动噪声测试分析及标定系统等一批先进仪器，为保障研究质量和结果的可信度奠定了基础；购买了UG、Matlab/Siulink、Ansys、Nastran、Easy5、Star-cd、Fluent、GT-Suit、Ansoft、AVL-BOOST、AVL-FIRE等专业设计分析软件，为开展柴油机性能分析和预测设计技术研究提供了支撑。现有研发条件为船舶柴油机基础理论研究、前沿技术跟踪探索、典型部件设计与性能优化、关键技术突破及型号研制提供了基本的软、硬件研发平台和试验验证平台，对开展基础理论和应用技术研究、突破关键技术、研制型号产品及提高人才培养质量起到很好的促进与条件保障作用。科研团队在现有研究条件的支持下，瞄准本领域基础理论和应用技术发展的趋势，以国防现代化建设的重大需求为导向，开展了大量基础性、前瞻性的科学研究，起到了引领行业发展的作用；与相关研究院所和企业密切合作，突破了一批关键技术，解决了装备发展中的一些“瓶颈”问题，对型号研制及装备性能优化起到了重要的支撑作用。
（2）燃气轮机
建成了燃气轮机1.5级动力涡轮试验台、化学回热技术试验台、进气滤清装置试验台、联合动力装置试验台、湿压缩试验台、等离子点火试验台、热电直接转换试验台等7个部件及整机试验台，可以开展燃气轮机先进循环、动力涡轮性能、进气滤清、联合动力装置匹配及优化控制、湿压缩机理、等离子点火技术等试验研究；购买了PILF、PDA、PIV等一批先进仪器设备，可以准确测量燃烧产物的成份及浓度，进气滤清效果（空气中杂质的含量、颗粒大小等），气流场分布等特性参数；购买了NUMECA、ANSYS CFX、Fluent等一批专用仿真软件，为燃气轮机性能仿真分析，奠定了良好的条件。
（3）蒸汽动力
为了开展蒸汽动力及核动力二回路系统研制技术的基础研究，已建有小型增压锅炉、小型汽轮机、单储汽筒、进汽流量调节阀、旁通流量调节阀、放汽阀及基本的测试系统等，可以进行蒸汽动力负荷调整、系统协调性测试、单储汽筒供汽性能及控制策略优化等原理性测试实验，初步具备了对蒸汽动力性能进行实验研究的条件，支撑了“主锅炉与涡轮增压机组匹配性能校核”、“用汽量大扰动对增压锅炉的影响研究”、“增压锅炉动态特性数值模拟技术研究”、“动力系统关键技术仿真研究”等预研课题研究，为中船重工701所进行蒸汽动力系统方案设计和中船重工703所动力设备研制提供了理论基础及技术支持。
为满足国家及行业重大需求，以及黑龙江省经济与科技发展战略需求，在已有的基础上，结合本实验室在船舶动力领域基础研究、人才培养、合作交流国内领先的优势，凝练了以下实验室研究方向与研究内容。
（一）动力系统控制与测试技术
动力系统的监测与控制技术是保证动力系统高性能、稳定和安全运行的关键技术，控制系统被称为动力系统的“大脑”，是动力系统高端核心装备。近年来，随着对发动机节能环保要求的日益提高，对传统的柴油机技术提出了前所未有的挑战。采用柴油/LNG双燃料不仅可以节约柴油消耗（节约20%柴油消耗）、降低船舶运营成本，而且能够大幅度降低有害物排放（基本无PM和SOx排放、COx排放和NOx降低20%），柴油/LNG双燃料是实现能源多元化战略和节能减排的理想替代燃料，双燃料发动机已成为船舶动力领域的研究热点。哈尔滨工程大学自上世纪70年代以来，一直致力于船舶动力控制与测试技术方面的研究，在动力系统燃料喷射、增压控制和多目标综合控制，控制系统建模与仿真、设计与开发，发动机温度场、流场等多物理场微观测试等方面形成优势。本方向拟发挥技术、人才和研发条件优势，突破动力系统控制与测试核心技术，打破国外的技术封锁和产品垄断，实现双燃料发动机控制系统在我省的产业化，提高行业的市场竞争力。
本方向的主要研究内容：
1. 双燃料和气体发动机控制技术研究
双燃料发动机是实现船舶动力节能减排的最有效的技术途径，通过开展柴油/LNG双燃料发动机稀燃、摩擦与磨损、点火、爆震等控制技术研究和控制系统开发，突破双燃料和气体机控制关键技术，依托“哈船动力有限公司”实现双燃料发动机控制系统在我省的产业化，服务地方经济发展，支撑我国内河船舶油改气以及船舶中低速双燃料和气体发动机的自主设计和研发。
2. 柴油机高压燃油喷射技术研究
高压燃油喷射技术是提高柴油机性能和满足日益苛刻排放法规要求的关键技术。通过柴油机高压共轨燃油系统设计与控制技术研究，支撑我国自主品牌高速、中速和低速柴油机的开发，实现电控系统的国产化，同时促进双燃料发动机燃油系统实现微引燃的升级换代，进一步提升节能减排效果。
3. 动力系统综合控制技术研究
发动机是一个典型的多输入多输出系统，控制系统是实现燃油、进气、润滑、冷却等多目标优化控制的技术关键。通过综合控制技术研究，提高动力系统机动性、经济性、排放等性能。
4. 动力系统关键零部件测试技术研究
随着发动机技术指标的提高，高性能发动机的设计开发建越发依赖试验及测试，关键零部件温度场、应力场和进排气流场的微观测试数据库已成为发动机开发的关键。通过测试技术研究，积累试验数据、强化基础研究，为船舶动力系统自主研发提供技术支撑。
（二）动力系统振动噪声控制技术
动力系统振动噪声控制技术是保证动力系统高可靠、安静性的关键技术，是船舶声隐身性能的瓶颈技术，也是我国高技术船舶的“卡脖子”技术。国外已由动力设备振动治理模式发展到了动力设备振动噪声预测设计模式，但其产品、技术、规范和工艺均对我国封锁。由于缺乏技术储备，我国船舶动力设备及系统不得不走先生产后治理的被动技术路线，无法满足装备及高端船舶需要。哈尔滨工程大学自上世纪50年代以来，一直致力于船舶动力装置振动噪声控制技术研究，在船舶推进轴系振动控制、柴油机进排气噪声控制、海水管路噪声控制、振动主动控制、低噪声设备等方面具有优势，在国内处于领先地位。本方向将重点突破低噪声动力设备定量分析与设计机理，采用预测设计技术控制设备振动噪声水平；探究推进轴系与船体耦合振动机理，为解决轴系振动和船艉振动提供技术指导；研究噪声源及传递途径识别技术为舱室噪声治理提供理论依据；突破振动半主动、主动控制技术，为解决低频振动问题提供技术支持。目前已经指导哈电、佳电多型设备振动达标，与中船重工703所形成联合课题组，为汽轮机振动控制进行技术攻关。
本方向的主要研究内容：
1. 低噪声设备设计与控制技术研究
从设计阶段就进行设备振动定量分析与控制是从根本上解决设备振动难题。本研究将探究动力设备激励源特性、传递规律及预测方法，采用预测设计技术控制设备振动噪声。可为中船重工703所、佳木斯电机厂、哈电集团低噪声产品开发提供基础技术支撑。
2. 轴系振动分析与控制技术研究
推进轴系既是船舶振动传递途径，也是重要的振动激励源，其振动与动力源、船体紧密耦合。本研究以探究轴系与主机调控耦合机理、轴系与船体耦合机理及三者之间耦合机理为目标，为低噪声轴系设计提供基础理论及技术支撑。
3. 舱室、管路与流体噪声控制研究
管路空气噪声和舱室噪声是影响船员健康的重要因素，管口水流噪声尤其是通海管口水流噪声直接向外辐射，严重影响船舶声隐身性能。重点开展舱室及管路噪声源模拟、识别及传递途径分析技术，为舱室空气噪声和管路流噪声治理提供模拟、评估、优化设计等支撑。
4. 动力装置振动噪声主动控制技术研究
振动主动控制技术是针对低频线谱难以隔离的特点，采用外加振动来控制已有振动，两种振动相互抵消，从而达到振动控制的目的。振动主动控制是低振动设备技术的有效补充，为解决低频线谱振动问题提供技术支持。
（三）动力系统总体性能与结构
动力系统总体性能与结构是关于燃气轮机、蒸汽轮机和柴油机等各类热能动力装置原理与结构设计的学科。黑龙江省是我国动力领域、尤其是热能动力领域的强省，哈尔滨是“动力之乡”。我省的动力装备制造产业需要相应的基础研究支持，其中燃气轮机是国家重点发展的技术产业，也是我省努力争取获得国家支持的产业。本实验室多年开展燃气轮机基础研究，在燃气轮机总体性能、气动技术、仿真及故障诊断等方面经过多年积累，已取得多项研究成果，并有力支撑了中船重工703所、哈汽等单位燃气轮机的研制。
本方向的主要研究内容：
1. 燃气轮机总体性能研究
主要包括燃气轮机装置性能预测、评估和故障诊断技术，燃气轮机数字化设计与仿真技术，燃气轮机联合动力装置等研究内容。面向舰船高端动力装备战略需求，开展燃气轮机高性能与高负荷设计技术、先进部件设计与部件匹配技术、低排放燃烧技术和装置集成技术等方面研究，通过开展省内相关单位协同创新，构建舰船燃气轮机自主研发体系，提升我国舰船燃气轮机开发能力和水平。
2. 燃气轮机气动技术研究
涡轮和压气机气动性能，涡轮与压气机三维气动设计，高温涡轮气热耦合等技术研究是研发燃气轮机的技术关键。高稳定性长叶片大负荷和气动设计方法，跨尺度强瞬态多物理场涡轮气动性能预测设计方法。
3. 燃气轮机进排气技术研究
主要包括叶轮机械气液两相流动的数值模拟技术及试验技术，燃气轮机进排气系统流场数据分析技术，进排气系统两相流颗粒相的壁面运动规律分析技术，进排气系统中旋涡控制和利用技术等研究内容。
上述各项研究工作与我省动力工业结合紧密，例如、工业重型燃气轮机、船舶燃气轮机、汽轮机等行业，可有力支撑703研究所燃气轮机的研制与产业化。
（四）动力系统先进基础理论
1.高效强化燃烧理论及节能减排技术
现代船用柴油机、燃气轮机和蒸汽动力等系统正向高功率密度、高压比、高燃气初温、低污染排放的方向发展。这一技术趋势对低排放燃烧流场组织、污染物排放控制等设计技术提出了新的更高要求。高效、低污染、高容积热负荷的先进燃烧室设计技术一直是发达国家的核心秘密，并不对外公开。本实验室多年来开一直开展高效强化燃烧理论及节能减排技术研究，在强化燃烧机理、低排放燃烧室多维结构优化设计方法、高效燃烧及排放控制等方面经过多年积累，已取得多项研究成果，部分技术国内领先。本方向重点进行低排放燃烧室的设计方法和变工况运行规律与调控技术研究，打破发达国家的技术垄断，支撑中船重工703所、哈汽等单位研制具有自主知识产权的高容积热负荷低排放燃烧室。
本方向的主要研究内容：
（1） 燃烧机理理论与实验研究
建立多液滴在燃烧区域的模型，通过数学方程描述燃烧过程，对不同影响因素下多液滴燃烧特性进行数值模拟计算；建设多液滴实验装置，对不同空间位置下多液滴燃烧过程进行火焰形态、温度变化等参数的测量，分析探索多液滴燃烧规律。研究成果可为燃烧动态仿真模型的建立提供验证数据，亦可支撑中船重工703所燃烧系统设计。
（2） 低排放燃烧室多维结构优化设计方法研究
以燃烧室内部燃烧流场的实验研究为基础，剖析影响涡系控制、燃料蒸发、组份扩散的流动特征，建立一种集一维设计、二维成型、三维验算为一体的参数化燃烧室设计方法，为燃烧室的高效低排放设计提供定量可实现的理论依据，为中船重工703所等燃气轮机总体设计单位提供一种燃烧流场可控、设计精度高的低排放燃烧室设计方法。
（3） 高效燃烧及排放控制技术
重点研究柴油机缸内高效燃油喷射、雾化、蒸发仿真技术，油气室匹配技术，燃烧过程三维仿真技术，研究双燃料发动机、气体机燃烧技术，支撑船舶新型发动机关键技术的研究和新产品的研制。在排放控制方面重点开展柴油机污染物生成机理，机内排放控制，机外NOx、SOx和颗粒排放后处理等技术研究，开展船舶柴油机联合减排技术和协同减排技术研究，突破相关关键技术，形成高效、多污染物处理的一体化减排装置，支撑新型柴油机研究和产品研发，拓展船用节能减排配套产品市场占有率。
2.传热传质理论及新能源技术
蒸汽动力系统在大型船舶发展中具有举足轻重的地位，在很长时期内将作为我国大型水面船舶的主动力。同时在IMO即将强制推行EEDI、EEOI与SEEMP的背景下，我国船体优化设计缺乏创新概念和核心技术，船舶节能及新能源技术研究应用基础薄弱，将导致我国船舶工业面临更多挑战。为此，国家下大力气要实现在船舶蒸汽动力系统和高技术船舶核心技术的自主研发。本方向以国家和行业需求为出发点，瞄准本领域国际技术前沿，重点进行大型船舶蒸汽动力系统传热传质机理、建模与仿真等方面研究，为船舶蒸汽动力系统预测设计奠定强有力的理论及技术基础，支撑中船重工703所大型船舶蒸汽动力系统的研制。同时通过船舶余热利用系统研制及能耗分布评估系统的开发，形成船舶设计、试验、营运和管理阶段的优化指导和评价的能力，推动我国船舶行业的可持续发展，为中船重工703所余热发电系统应用领域的拓展提供技术支持。
本方向的主要研究内容：
（1） 传热传质机理研究
通过换热元件内在流动状态、流型特点、边界层分离现象、流体核心区域的二次流、温度三维分布等影响内部流动与传热参数分布规律的研究，为船舶主锅炉及换热设备的设计提供理论支撑与实验数据，继而为船舶蒸汽动力系统仿真、高功率密度船舶主锅炉的研发提供技术支持。
（2） 船舶蒸汽动力系统建模与仿真技术研究
通过仿真模型建立、模型非线性大扰动处理、仿真集成与调试，并利用试验数据对仿真模型及结果进行修正，开发船舶蒸汽动力系统仿真评估软件，缩短与国外在预测设计手段上的差距，提升自主开发能力，支撑中船重工703所大马力蒸汽动力系统的研发。
（3） 船舶余热利用及能耗分布评估技术研究
根据船舶余热的品质和数量，开展船舶柴油机余热利用系统设计技术研究，掌握新型高效的船舶余热利用技术和设计方法，自主研制船舶余热利用装置，逐步缩小与国外的差距，填补国内在此技术领域的空白，拓展我省余热发电系统的应用领域。开发船舶能源利用效率评价软、硬件平台，针对船舶设计及营运阶段进行不同节能技术比较评价、用能效果评价、设计及运行方案评估，为提高我国船舶自主开发设计能力及推动船舶行业发展提供技术支撑。
（4） 生物质能开发与利用技术研究
生物质能符合国家节能减排战略和国际低碳经济发展的前沿需求，已成为我国能源结构调整的重要发展方向。利用工农业生产过程产生的廉价多元废弃物为原料进行同步产氢产甲烷，实现多元废弃物的高效梯级利用与氢气、甲烷的高效偶联产生，从而解决制约生物质能生产规模应用的关键问题，进而推动我省新能源技术的开发与应用。
