2025年10月31日-11月2日,中国工程热物理学会学术年会在北京召开。多相流学术分会上,来自北京大学力学与工程科学学院陈帜研究员团队的2024级工学院本科生贺俊翔作题为《基于深度生成模型的离心喷雾特性研究》的口头汇报,并被授予“2025年中国工程热物理学会学术年会青年学者陈学俊优秀论文奖”。

报告现场
离心喷雾技术通过旋转液流产生离心力,将液体雾化为细小液滴,广泛应用于航空发动机燃料雾化、无人机植保喷洒及精细化工过程等领域。该过程耦合高速旋转流动、液膜破碎及多尺度液滴演化等复杂机制,具有强非定常性与显著瞬态特征,给实验观测与理论建模带来显著挑战。为突破传统方法在连续工况预测中的瓶颈,陈帜课题组提出了一种融合条件生成对抗网络(CGAN)与条件变分自编码器(CVAE)的深度生成预测框架,并引入基于质量守恒的物理约束模块。实验部分采用常温水作为模拟工质,在0.15–2.5 MPa范围内调节喷射压力,选取五种喷嘴孔径(0.27–0.70 mm),利用高帧率背景光成像系统(20000 fps)采集喷雾动态图像,建立了包含9.6 万帧样本的多工况数据库。研究结果表明,该框架在低计算成本下可实现喷雾形态与锥角特征的端到端高精度预测。其中,CGAN模型在训练数据覆盖区间内可精确重建液滴破碎细节与边界结构,CVAE模型在外推工况下表现出良好的稳定性与物理一致性,显著减少非物理伪影。该成果为离心喷嘴设计优化和喷雾控制策略提供了高效可靠工具,并为深度生成模型与流体力学的融合提供了新思路。

荣誉证书
本届中国工程热物理学会学术年会为我国工程热物理领域的综合性高水平学术会议,由中国科学技术协会、中国科学院及国家自然科学基金委员会指导支持,全面展示了动力工程及工程热物理各学科的最新研究进展与成果。会议共设置工程热力学、热机气动热力学、传热传质学、燃烧学、多相流与流体机械六大核心分会场,下设143个平行分会场,参会人数超过7000人,共宣读口头交流论文1539篇。其中,多相流学术分会是我国该领域的最高级别学术平台,每年举办一次,具有重要的学术影响力与引领作用。本届会议共评选出13篇“青年学者陈学俊优秀论文”,以表彰青年科研工作者在多相流研究领域取得的创新成果。

模型图
该研究得到了国家自然科学基金和北京大学鲲鹏昇腾科教创新卓越中心的资助。力学与工程科学学院博士后刘桂桂为论文第一作者,工学院2024级本科生贺俊翔为报告作者,力学与工程科学学院航空航天工程系陈帜研究员为通讯作者。

合影留念