11月6日下午，由北京大学图书馆和力学与工程科学学院联合主办的“学科之美系列讲座——工学之美”第六场讲座在图书馆南配楼艺术鉴赏厅举行，力学与工程科学学院长聘副教授王圣凯作题为“神奇的小火苗——走进‘近极限燃烧’”的讲座。30余位师生和校友报名参加现场讲座。讲座由力学与工程科学学院博士生聂翔宇主持。
讲座现场
王圣凯从火与人类文明的关系切入，指出燃烧贯穿人类从石器时代到现代工业文明的发展历程，交通、发电和宇宙探索都离不开燃烧的支持。他介绍了燃料与空气比例对燃烧效率和安全边界的影响，指出近极限燃烧有望通过降低火焰温度和能量转换损耗，提高能源利用效率、减少污染物排放，并帮助人们认识燃料泄漏后的点燃风险。
王圣凯作讲座
王圣凯结合平面火焰炉、激光诊断和方管点火实验，展示了近极限火焰的复杂行为。接近可燃极限时，火焰会变得更微弱、传播更缓慢，并可能出现胞格、条带和蜂窝状结构。氢气燃烧中的分子扩散差异还会引发热扩散不稳定性。近极限火焰也可能产生高频振荡，呈现不同的传播模态。在管道中，冷壁淬灭、浮力对流与火焰面变形共同作用，可形成“郁金香火焰”，重力方向则会影响其传播速度、形态及能否持续传播。
为排除浮力干扰、揭示近极限燃烧的本质机制，科学家利用落塔、抛物线飞机和空间站等开展微重力实验。王圣凯结合实验影像，介绍了球形火焰、低温“冷火焰”、碳烟颗粒输运及固体材料燃烧等现象，说明航天器防火不能简单套用地面经验。他还介绍了北京大学参与中国空间站微重力燃烧科学实验任务的进展，以及团队在激光点火、燃烧极限预测与调控方面的探索。相关研究可支撑高效动力技术与航天火灾防控。
讲座结束后，王圣凯与在场师生进行了互动交流，耐心解答了听众的疑问。
主讲嘉宾简介：
王圣凯，北京大学力学与工程科学学院长聘副教授。本科毕业于北京大学力学系，硕士、博士毕业于斯坦福大学机械工程系，2020年回到北京大学工作至今。主要从事激光诊断、流体力学与燃烧学实验研究，发展气相流动精密光谱诊断方法，研究空天极端条件与多组分、含反应、高焓等复杂流体系统中的关键动力学和非平衡过程，揭示其物理化学机制，为先进空天推进技术、低碳/零碳能源安全高效利用等应用提供支撑。
