近日,我院先进飞行器与空天动力创新研究中心的万凯迪博士,在燃烧学国际顶级期刊《Combustion and Flame》(JCR影响因子4.570)上发表题为“Combustion regime identification from machine learning trained by Raman/Rayleigh line measurements”的研究论文。万凯迪博士是北航宁波创新研究院从海外引进的第一位博士后人才,曾先后在英国、法国留学工作3年。论文第一作者/通讯作者署名单位为法国国家科学研究中心CORIA研究所、北航宁波创新研究院和北航航空科学与工程学院。

该研究基于图像识别的卷积神经网络结合最新的拉曼/瑞利实验一维测量数据,发展了新型燃烧状态识别方法。研究采用了两个不同当量比的甲烷空气湍流射流火焰分别作为训练和测试对象。经过训练后,卷积神经网络能够识别出6种不同的燃烧状态,包括预混燃烧、预混主导燃烧、多状态复合燃烧、非预混主导燃烧、非预混燃烧以及贫燃料后部支撑燃烧。该新方法具备一维像素级识别能力,并在测试对象上达到了85%以上的预测准确度。同时,该方法的识别速度极快,未来有望应用于实时燃烧状态识别及污染物控制技术。

图1论文中采用的卷积神经网络结构
该论文第一作者及通讯作者万凯迪博士主要研究方向包括固体燃料湍流燃烧高精度数值模拟、基于人工智能和机器学习的燃烧反应建模等。该项研究成果可为低污染燃烧控制技术提供理论指导,助力宁波“科技创新2025”重大专项中“新能源与节能环保”专项的实施。
我院先进飞行器与空天动力创新研究中心依托北航两个国家“双一流”建设学科——航空宇航科学与技术(A+)、力学(A-),在首席科学家闫楚良院士、中心主任文东升教授、杨立军教授的带领下,大力开展先进飞行器、空天动力技术以及相关领域的科技研究及产业转化工作,力争把中心打造成地方产业升级的技术支持基地、高校科技成果的产业转化基地、先进空天技术的研究开发基地、产业可持续发展的人才培养基地。