职务/系别:安全工程系
职称/称号:学术教授/硕士生导师
办 公 室:J9-245
教育背景
(1)2010/09-2014/06,山东科技大学,安全工程,学士
(2)2014/09-2017/06,山东科技大学,安全科学与工程,硕士
(3)2017/09-2021/06,北京理工大学,爆炸科学与技术国家重点实验室,博士
(4)2017/07-2017-09,清华大学合肥公共安全研究院,学术访问
研究方向
(1)工业爆炸与防控
(2)新能源锂电热失控安全与预警防控
(3)储能电站火灾爆炸与防控
(4)城市燃气生命线安全与前端感知探测
(5)退役锂离子电池梯次利用技术
(6)灭火抑爆新材料、新技术、新装备研发
(7)爆炸事故反演仿真与调查溯源
代表性成果
科研项目:承担国家级项目1项,省部级项目2项 ,其他课题2项
1、代表性纵向科研项目如下:
(1)国家自然科学基金青年项目,二甲醚掺混液化石油气多元点火反应机理及耦合爆炸演化动力学研究,52204227,2023/01-2025/01,主持
(2)山东省自然科学基金青年项目,二甲醚/液化石油气掺混爆炸链-热动力学特性及机理研究,ZR2022QE220,2023/01-2025/12,主持
(3)爆炸科学与技术国家重点实验室开放基金项目,泄放流场诱导下LPG/DME 掺混气体爆炸激波-火焰耦合演化模型及动力学特性研究,KFJJ23-23M,2023/01-2024/12,主持
(4)石油和化工行业动力电池安全与事故防控技术工程实验室开放课题,非线性双热源耦合刺激下锂离子电池热失控机理及火焰动力学特性研究ELBSAC202305,2023/11 至2024/11,主持
(5)山东科技大学菁英计划A类人才项目,掺混清洁燃料及新能源电池的爆炸灾害动力学特性及机理研究,skr21-3-A-010,2021/12-2026/12,主持
(6)国家自然科学基金面上项目,爆炸冲击波在负泊松比蜂窝结构中衰减规律研究,51874041,2019/01-2022/12, 参与
(7)国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目,“天鸽”台风后澳门应急决策体系优化的基础问题研究,71861167002,2019/01-2021/12,参与
2、代表性横向科研项目如下:
(1)典型陆上管道盾构工程对地面周边构筑物安全影响专题研究,中国安全生产科学研究院,30.2万,2024/01-2024/06,主持
科研获奖:
(1)2023年12月,地下回采空间粉尘气溶胶时空展布与防治理论构建及应用基础研究,青岛市自然科学二等奖,2024/04;
(2)城市典型易爆物爆炸机理与事故防控技术及应用,中国职业安全健康协会科学技术特等奖,2023/12;
(3)煤矿采掘工作面粉尘“减一控一除”成套技术研究与应用,中国安全生产协会科技进步一等奖,2022/10
(4)煤矿综采工作面弱水空气雾化与混合式增渗注水联合降除尘技术工艺,中国职业安全健康协会科技进步二等奖,2017/05
(5)深部自燃厚煤层采空区只能注浆及精准防灭火技术研发,中国煤炭工业科学技术三等奖,2022/10
(6)中国消防协会优秀博士学位论文,中国消防协会,2022/12
(7)北京理工大学优秀博士学位论文,北京理工大学研究生院,2021/06
代表性论著:累计发表学术论文51篇,代表性论著如下:
1、代表性SCI论文
(1)Zhang Q, Zhou G, Qian X, et al. Diffuse pollution characteristics of respirable dust in fully-mechanized mining face under various velocities based on CFD investigation[J]. Journal of Cleaner Production, 2018,184: 239-250.(SCI: IF= 11.072,中科院1区TOP,JCR Q1,ESI高被引论文)
(2)Zhang Q, Qian X, Yuan M, et al. CFD investigation on diffusing dynamics of respirable dust coupled with multiple sources on a longwall face: A case study from meso-scale[J]. Powder Technology, 2018, 345: 43-53. (SCI: IF= 5.640,中科院2区TOP,JCR Q1)
(3)Zhang Q, Qian X, Chen Y, et al. Deflagration shock wave dynamics of DME/LPG blended clean fuel under the coupling effect of initial pressure and equivalence ratio in elongated closed space[J]. Journal of Cleaner Production, 2019, 250: 119572. (SCI: IF= 11.072,中科院1区TOP,JCR Q1)
(4)Zhang Q, Chen Y, Fan T, et al. Flame dynamics and flammability limit of DME (30%)/LPG blended clean fuel in elongated closed pipeline under multi-factors[J]. Fuel, 2019, 254: 115731.(SCI :IF= 8.035,中科院1区TOP,JCR Q1)
(5)Zhang Q, Qian X, Fu L, et al. Shock wave evolution and overpressure hazards in partly premixed gas deflagration of DME/LPG blended multi-clean fuel[J]. Fuel, 2020, 268: 117368. (SCI: IF=8.035,中科院1区TOP,JCR Q1)
(6)Zhang Q, Qian X, Chen Y, et al. Effect of DME addition on flame dynamics of LPG/DME blended fuel in tail space of closed pipeline[J]. Energy, 2020, 202:117746. (SCI: IF= 8.857,中科院1区TOP,JCR Q1)
(7)Zhang Q, Fu L, Li Z, et al. Coupling mechanism of natural gas deflagration flame and continuous water in closed pipeline[J]. Process Safety and Environmental Protection, 2020, 143: 177-185. (SCI: IF=7.926,中科院2区,JCR Q1)
(8)Qian X, Zhang R, Zhang Q*, et al. Study on explosion characteristics and self-suppression mechanism of R404A refrigerant in closed container under oxygen-enriched condition[J]. Case Studies in Thermal Engineering, 2021, 26:101174. (通讯作者,SCI:IF= 6.268,中科院2区,JCR Q1)
(9)Qian X, Zhang R, Zhang Q*, et al. Cause Analysis of the Large-Scale LPG Explosion Accident Based on Key Investigation Technology: A Case Study[J]. ACS Omega, 2021, 6(31):20644–56. (通讯作者,SCI:IF= 4.132,中科院3区,JCR Q2)
(10)Zhang Q, Qian X, Li R, et al. Explosion characteristics and chemical kinetics of blended LPG/DME clean fuel based on pyrolysis and oxidation mechanism model[J]. Fuel, 2022, 320: 123896. (SCI: IF= 8.035,中科院1区TOP,JCR Q1)
(11)Zhou G, Ma Y, Kong Y, Zhang Q*, et al. Study on explosion dynamics and kinetic mechanism of DME/H2blended gas at typical fuel-lean/rich concentrations[J]. Case Studies in Thermal Engineering, 2022, 40: 10244. (通讯作者,SCI:IF= 6.268,中科院2区,JCR Q1)
(12)Zhou G, Kong Y, Qian X, Zhang Q*, et al. Explosion dynamics and sensitivity analysis of blended LPG/DME clean fuel promoted by H2 in a confined elongated space[J]. Fuel, 2023, 331: 125816. (通讯作者,SCI: IF=8.035,中科院1区TOP,JCR Q1)
(13)Zhou G, Wang Q, Zhang Q*, et al. Synthesis of core-double-shell structured Fe3O4@PDA/HKUST-1: Characterization analysis and adsorption performance on cationic MB dyes[J]. Journal of Physics and Chemistry of Solids, 2023, 172: 111094. (通讯作者,SCI: IF= 4.383,中科院3区,JCR Q1)
(14)Zhou G, Ma Y, Kong Y, Zhang Q*, et al. Influence of equivalence ratio and H2 blended ratio on explosion propagation characteristics of DME/H2 blended gas in closed narrow space[J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2023, 48(77): 30132-30143. (通讯作者,SCI: IF= 7.139,中科院2区TOP,JCR Q2)
(15)Zhou G, Yang S, Zhang Q*, et al. Experimental study on thermal runaway propagation characteristics of NCM811 lithium-ion batteries with different SOCs induced by dual heat sources[J]. International Communications in Heat and Mass Transfer, 2023(149): 107089. (通讯作者,SCI: IF= 7,中科院2区,JCR Q1)
(16)Zhou G, Kong Y, Zhang Q*, et al. Effect of dimensionless vent ratio on the flame-shock wave evolution dynamics of blended LPG/DME gas explosion venting [J]. Fuel, 2024, 358: 130205. (通讯作者,SCI: IF=8.035,中科院1区TOP,JCR Q1)
(17)Zhou G, Liu Y, Zhang Q*, et al. Experimental study on the thermal runaway acceleration mechanism and characteristics of NCM811 lithium-ion battery with critical thermal load induced by nail penetration [J]. Journal of Cleaner Production, 2024, 434: 140121. (通讯作者,SCI: IF= 11.072,中科院1区TOP,JCR Q1)
(18)Zhou G, Kong Y, Zhang Q*, et al. Experimental study on the flame-dual field overpressure coupling evolution characteristics of LPG/DME blended gas explosion venting [J]. Journal of Cleaner Production, 2024, 444: 141220. (通讯作者,SCI: IF= 11.072,中科院1区TOP,JCR Q1)
(19)Zhou G, Li Y, Zhang Q*, et al. Preparation of a novel environmental-friendly lithium-ion battery fire suppression microcapsule and its fire extinguishing mechanism in coordination with ABC dry powder[J]. Journal of Cleaner Production, 2024, 448: 141438. (通讯作者,SCI: IF= 11.072,中科院1区TOP,JCR Q1)
(20)Zhou G, Niu C, Zhang Q*, et al. Research on stimulation responsive electrolytes from the perspective of thermal runaway in lithium-ion batteries: A review[J]. Fuel, 2024, 368: 131599. (通讯作者,SCI: IF=8.035,中科院1区TOP,JCR Q1)
(21)Zhou G, Yang S, Zhang Q*, et al. Thermal runaway response and flame eruption dynamics of lithium-ion batteries under continuous/intermittent heating mode of dual heat sources[J]. Applied Thermal Engineering, 2024, 249: 123363. (通讯作者,SCI: IF= 6.4,中科院2区TOP,JCR Q1)
(22)Zhou G, Liu Y, Zhang Q*, et al. Research on the thermal runaway mechanism and eruption flame dynamics of NCM811 lithium-ion battery stimulated by the coupling abuse of heat and penetration[J]. Applied Thermal Engineering, 2024, 253, 123785. (通讯作者,SCI: IF= 6.4,中科院2区TOP,JCR Q1)
2、代表性EI论文
(1)周刚, 张琦, 白若男, 等. 大采高综采面风流-呼尘耦合运移规律CFD数值模拟[J]. 中国矿业大学学报, 2016, 45(4):10.
(2)周刚, 张琦, 程卫民, 等. 煤矿锚喷作业区喷浆粉尘数值模拟与新型湿喷一体机研制[J]. 中南大学学报, 2016, (47):606-614.
(3)周刚,孔阳,张琦*,等. 城市地下排水管道中燃气爆炸及气-液两相耦合作用规律研究[J].爆炸与冲击, 2024, 44(03): 90-104.(通讯作者,EI: IF= 1.915,国内爆炸领域顶刊)
其他成果:
1、授权或实审国内外发明专利10余项
(1)张琦, 周刚, 孔阳, 李润之, 陈旭, 李玉莹,刘洋, 杨思琪, 马雨. 多因素耦合刺激的锂电池热失控实验装置,2022-08-30,CN202210553545.X.
(2)张琦, 周刚, 孔阳, 刘洋, 杨思琪, 马雨, 李玉莹, 孙彪, 徐翠翠, 李润之, 陈旭, 张阳, 张艺臻. 一种多功能锂电池热动力学实验装置,2022-08-30,CN202210831821.4.
(3)张琦, 李玉莹, 刘洋, 周刚, 杨思琪, 孔阳, 孙彪, 柳茹林, 张艺臻. 一种载动可燃气-粉流动泄爆特性测试装置及方法, 2023-07-18, CN116448367A.
(4)张琦, 杨思琪, 刘洋, 周刚, 李玉莹 孔阳, 孙彪, 张艺臻, 柳茹林. 一种动力阻火抑爆测试装置及方法, 2023-06-30, CN116359283A.
(5)张琦, 周刚, 李玉莹, 刘洋, 黄淇, 杨思琪, 孔阳, 牛琛茜, 鹿华恒, 魏志凯, 李润之, 陈旭. 阻燃-环保型锂离子电池微胶囊灭火剂及其制备方法和应用, 2023-10-30, CN202311415804.3.
(6)周刚, 马雨, 李玉莹, 张琦, 杨思琪, 刘洋, 杜文州, 杨文宇, 孔阳, 李润之, 陈旭. 一种半封闭空间多元气体爆炸传播特性数值模拟方法, 2023-04-07, CN202211544576.5.
(7)周刚, 孔阳, 张琦, 刘洋, 杨思琪, 李玉莹, 杜文州, 孙彪, 徐翠翠, 张艺臻, 张阳, 李润之, 陈旭, 杨文宇. 一种全场域尺度下多元气体爆炸泄放特性数值模拟方法, 2023-04-25, CN116011357A.
(8)周刚, 刘洋, 张琦, 李玉莹, 杨思琪, 孔阳, 孙彪, 柳茹林, 张艺臻. 一种载动可燃气-粉流动爆炸特性溯源测试装置及方法, 2023-06-23, CN116296213A.
(9)周刚, 魏志凯, 张琦, 孔阳, 牛琛茜, 黄淇, 鹿华恒, 杨思琪, 刘洋, 李玉莹, 李润之, 陈旭, 陈金射. 一种地下雨污管网气液两相爆炸及连环泄爆数值模拟方法, 2024-05-03, CN202410126984.1.
(10)Gang Zhou, Qi Zhang, Ruonan Bai, et al. Type of multi-nozzle combined atomizing dust suppression experimental equipment under the effect of airflow disturbance, US10190948B2, 2019. (PCT美国专利)
2、主持或参与爆炸事故调查10余起
(1)2018.12.26, 北京交通大学“12·26”气粉爆炸燃烧事故(主要贡献:事故溯源与反演仿真);
(2)2019.03.21, 江苏响水“3·21”特别重大爆炸事故(主要贡献:起爆点炸坑毁伤效应分析与TNT当量计算);
(3)2019.07.19, 北京霍营街道“7·19”掺混气体爆燃事故(主要贡献:局域预混气体爆燃冲击波的外场衰减效应);
(4)2019.10.06, 北京邮电大学“10·6”天然气爆燃事故(主要贡献:轻质快速泄漏气体在连通空间的分布特征);
(5)2019.11.06, 北京拱辰街道“11·6”LPG爆燃事故(主要贡献:明确了气体爆燃事故演变为火灾事故的发生条件);
(6)2019.12.03, 北京京日东大“12·3”掺混气体爆炸事故(主要贡献:全链条事故溯源分析,确定了事故直接原因);
(7)2020.01.06, 北京林业大学“1·6”冰箱爆燃事故(主要贡献:实验验证了R404制冷剂在富氧环境下的燃爆可能);
(8)2021.4.16,北京市丰台区大红门“4·16”储能电站爆炸事故调查(主要贡献:揭示了狭窄通道连通空间大规模锂电池热失控气体扩散、爆炸规律及毁伤特性);
(9)2021.10.21,沈阳市和平区太原南街“10·21”天然气爆炸事故调查(主要贡献:仿真溯源了重力-浮力共同作用下天然气纵向空间扩散规律及中间高度点火爆炸传播过程)。
荣誉称号
(1)2017年04月,获“山东省优秀学生”荣誉称号,山东省教育厅;
(2)2017年03月,获“山东省优秀毕业生”荣誉称号,山东省人力资源和社会保障厅;
(3)2019年06月,获“优秀共产党员”荣誉称号,中共北京理工大学机电学院委员会;
(4)2020年01月,获“北京市三好学生”荣誉称号,北京市教育委员会;
(5)2020年02月,获“北京市应急管理领域十大优秀研究生”荣誉称号,北京应急管理学会;
(6)2021年07月,获“北京理工大学优秀毕业生”荣誉称号,北京理工大学;
(7)2021年07月,获“北京市优秀毕业生”荣誉称号,北京市教育委员会;
(8)2021年07月,获“北京理工大学优秀共产党员”荣誉称号,中国共产党北京理工大学委员会;
(9)2023年11月,获第九届全国高校安全科学与工程大学生实践与创新作品大赛“优秀指导教师”荣誉称号,教育部高等学校安全科学与工程类专业教学指导委员会;
(10)2020年11月,北京市应急管理局红头文件表彰人员。
社会兼职
(1)青岛市科技局专家
(2)中国职业安全健康协会海洋工程安全与健康专业委员会青年委员
(3)JCLP、IJHE、Fuel、Energy、PSEP、CSTE等国际著名学术期刊审稿专家
(4)Fire、Nanomaterials、Separations、Sustainability、Water等期刊的客座主编
(5)第一届International Symposium on Hydrogen Safety Science and Engineering氢能安全科学与工程分论坛Hydrogen fire and explosion dynamics主席
指导学生获奖
(1)笑“锂”藏刀——耦合滥用刺激下锂离子电池热失控-热蔓延-热爆炸全链条动态风险测试系统,第九届全国高校安全科学与工程大学生实践与创新作品大赛一等奖,2023/11;
(2)溯“爆”求源——新能源掺混气体跨空间尺度爆炸演化溯源方法,山东省第六届安全科学与工程类专业大学生科技竞赛特等奖,2023/12;
(3)问“锂”何安——新能源锂离子电池全生命周期热健康体检,山东省第五届工业工程应用案例大赛三等奖,2023/12;
(4)智控锂电,慧制中国——新能源锂电全生命周期“热”健康体检装备,第十届全国大学生能源经济学术创意大赛国赛三等奖,2024/05;
(5)智控锂电,慧智中国——新能源锂电全生命周期“热”健康体检装备,十四届“挑战杯”山东省大学生创业计划竞赛金奖,2024/06。
业绩概述:
张琦,男,博士/教授,山东淄博人,中国共产党员,青岛市科技局入库专家,中国职业安全健康协会海洋工程安全与健康专业委员会青年委员,Fuel、Energy、Journal of Cleaner Production、Process Safety and Environmental Protection、《爆炸与冲击》等国内外能源安全、火灾爆炸领域著名学术期刊审稿专家,第一届International Symposium on Hydrogen Safety Science and Engineering氢能安全科学与工程分论坛Hydrogen fire and explosion dynamics主席,Nanomaterials、Fire等期刊的客座主编。曾担任危化品事故与边坡灾害防控工信部重点实验室和应急管理部爆炸检测检验与物证分析平台负责人科研秘书,长期在我国爆炸领域唯一的国家重点实验室开展科学研究工作。现主持国家级项目1项,省部级项目1项,爆炸科学与技术国家重点实验室开放基金1项,石油和化工行业动力电池安全与事故防控技术工程实验室开放基金1项,以骨干成员先后参加国家重点研发计划《典型危险化学品爆炸机理及事故防控关键技术研究及示范》、科技部科技冬奥公共安全专项《冬奥会公共安全综合风险评估技术》等国家级重大公共安全课题3项。
已发表学术论文51篇,其中以第一/通讯作者发表SCI论文22篇,EI论文1篇,授权PCT美国发明专利1项,实审国家发明专利5项(第一发明人)。获得北京理工大学优秀博士学位论文育苗基金,并被评为北京理工大学优秀博士学位论文、中国消防协会优秀博士学位论文。参与或主持了包括江苏响水3·21爆炸事故、湖北十堰6·13燃气爆炸事故、银川6·21烧烤店爆炸事故、12·3牛栏山厂房爆炸事故、北京交通大学12·26火灾爆炸事故在内的10余起国内爆炸事故,相关工作表现受到了北京市应急管理局红头文件表彰。因在爆炸安全领域做出的成绩先后被评为北京市三好学生、北京市优秀毕业生、首届北京市应急管理领域十大优秀研究生。相关成果获中国职业安全健康协会科学技术特等奖和二等奖、中国安全生产协会科学技术一等奖等、青岛市自然科学二等奖省部级奖励4项。
指导学生的《智控锂电,慧制中国—新能源锂电全生命周期“热”健康体检装备》获得第十四届“挑战杯”山东省大学生创业计划竞赛金奖、第十届全国大学生能源经济学术创意大赛国赛三等奖;指导学生的作品《笑“锂”藏刀-耦合滥用刺激下锂离子电池热失控-热蔓延-热爆炸全链条动态风险测试系统》获得第九届全国安全科学与工程专业创新实践作品大赛一等奖;指导学生的作品《溯“爆”求源——新能源掺混气体跨空间尺度爆炸演化溯源方法》获得山东省第六届安全科学与工程类专业大学生科技竞赛特等奖。