近日，我院先进飞行器与空天动力创新研究中心（简称：飞行器与动力中心）的万凯迪博士、高振勋特聘研究员和蒋崇文特聘研究员，在能源领域知名期刊《Energy》（JCR影响因子6.082）上发表题为“Development of reduced and optimized reaction mechanism for potassium emissions during biomass combustion based on genetic algorithms”的研究论文。这是北航宁波创新研究院首次作为第一署名单位发表学术论文，论文第一作者/通讯作者的署名单位为北航宁波创新研究院和国家计算流体力学实验室。该论文研究工作受到了中国国家自然科学基金（51706200）、法国IUF、英国皇家学会和EPSRC项目的支持，论文合作单位包括浙江大学能源清洁利用国家重点实验室、法国国家科学研究中心CORIA研究所、英国Brunel大学能源未来研究院。
该研究基于遗传算法发展了生物质颗粒湍流燃烧过程中碱金属钾的化学反应简化机理。研究采用随机颗粒混合反应器作为低维基准问题，对碱金属钾的详细化学反应机理进行自动简化和优化；得到简化机理后，应用于生物质颗粒湍流燃烧的二维直接数值模拟。通过与详细机理直接数值模拟结果的对比，发现简化机理在14种不同钾/硫/氯元素比例工况下对主要含钾组分K、KOH、KCl、K2SO4的模拟结果均与详细机理吻合良好，同时节省了71.3%的CPU计算时间。该研究发展的简化机理未来有望应用于实际生物质炉膛湍流燃烧碱金属污染的三维数值模拟和数字孪生设计中。
图1 生物质颗粒湍流燃烧的详细机理（上）与简化机理（下）模拟结果对比
该论文第一作者万凯迪博士为北航宁波创新研究院首位海外引进的高层次人才，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。通讯作者高振勋博士为研究院特聘研究员，主要研究方向包括计算流体力学、可压缩湍流/燃烧大涡模拟等。论文作者蒋崇文博士为研究院先进飞行器与空天动力创新研究中心副主任、特聘研究员，主要研究方向包括飞行器气动设计、计算流体力学等。该项研究成果可为固体燃料低污染燃烧技术提供理论指导，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。
