蔡偉偉

教授

所在系所:葉輪機(jī)械研究所

電子郵件:cweiwei@sjtu.edu.cn

個(gè)人主頁:課題組常年招收致遠(yuǎn)榮譽(yù)博士、申請考核博士、碩士、本科實(shí)習(xí)生。歡迎2026年考研同學(xué)提前聯(lián)系我們,優(yōu)秀碩士生優(yōu)先提供轉(zhuǎn)博名額!

個(gè)人簡介
教學(xué)工作
科研工作
榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)

教育背景


2007.08-2010.12美國克萊姆森大學(xué)機(jī)械工程博士
2003.09-2007.06浙江大學(xué)熱能工程本科


工作經(jīng)歷


2021.12-至今上海交通大學(xué)葉輪機(jī)械研究所教授、博士生導(dǎo)師
2021.07-2021.12上海交通大學(xué)葉輪機(jī)械研究所長聘副教授、博士生導(dǎo)師
2015.11-2021.06上海交通大學(xué)葉輪機(jī)械研究所特別研究員、博士生導(dǎo)師
2013.06-2015.10英國劍橋大學(xué)化學(xué)工程系化學(xué)工程系歐盟瑪麗居里學(xué)者
2011.09-2013.05美國弗吉尼亞理工大學(xué)航空海洋系博士后


研究方向

極端反應(yīng)流智能診斷與調(diào)控實(shí)驗(yàn)室
1、航發(fā)、高超飛行器內(nèi)外流診斷、實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)、燃燒診斷
2、計(jì)算成像(光場成像、線性層析、非線性層析 、全息成像)
3、微型計(jì)算光譜儀、高速快照式光譜相機(jī)
4、機(jī)器學(xué)習(xí)在流動(dòng)顯示和燃燒診斷中的應(yīng)用

課題組常年招收博士后,博士(包括聯(lián)合培養(yǎng)),碩士(包括聯(lián)合培養(yǎng)),以及研究助理。歡迎力學(xué)、工程熱物理、數(shù)學(xué)、機(jī)械、光學(xué)工程、物理以及相關(guān)理工科專業(yè)的同學(xué)聯(lián)系我們。 本校機(jī)械專業(yè)如對本課題組感興趣,請?jiān)谏暾埧己嗣嬖嚽奥?lián)系我。

課題組也常年招收本科生實(shí)習(xí)生,如發(fā)表高質(zhì)量的論文,將有機(jī)會(huì)被推薦到劍橋,牛津,帝國理工,哈佛,MIT等世界名校深造。

博士生將與國外知名教授,如諾貝爾獎(jiǎng)得主等共同培養(yǎng)。

課題組常年招收致遠(yuǎn)榮譽(yù)博士、申請考核博士、聯(lián)合培養(yǎng)博士、專碩、學(xué)碩、本科實(shí)習(xí)生,歡迎加入!

學(xué)術(shù)兼職

美國光學(xué)學(xué)會(huì)“2015 Optics and Photonics for Energy and Environment”,蘇州,會(huì)議組委會(huì)委員。
2016年,中國工程熱物理學(xué)會(huì)燃燒學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議分會(huì)場主席
2018年,中國工程熱物理學(xué)會(huì)燃燒學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議科普作品征集委員會(huì)委員
2019年第五屆全國青年燃燒學(xué)術(shù)會(huì)議程序委員會(huì)委員
第一、二屆激光光譜技術(shù)青年學(xué)術(shù)論壇組委
2019年,全國青年燃燒會(huì)議專題“燃燒診斷技術(shù)的真實(shí)環(huán)境實(shí)現(xiàn)與信息化交叉拓展”負(fù)責(zé)人
2019年,亞太燃燒會(huì)議ASPACC2019,Diagnostics Session Chair
2019年,第330期東方科技論壇“計(jì)算成像及動(dòng)力系統(tǒng)燃燒診斷”執(zhí)行主席
2020年第六屆全國青年燃燒學(xué)術(shù)會(huì)議程序委員會(huì)委員
2020年第四屆全國激光光譜技術(shù)論壇組委
2020年至今,中國動(dòng)力工程學(xué)會(huì)國際合作工作委員會(huì)委員
2021年第十二屆中國多相流測試學(xué)術(shù)會(huì)議,分會(huì)場主席
2021年,International Conference on Mathematics in (Bio)Chemical Kinetics and Engineering,分會(huì)場主席
2024年,亞洲熱科學(xué)會(huì)議燃燒分會(huì)場主席,上海

2023.07-至今:儀器儀表學(xué)會(huì) Instrumentation期刊青年編委
2023.07-至今:《推進(jìn)技術(shù)》青年編委
2022.12-至今:《工程熱物理學(xué)報(bào)》青年編委
2023.01-2025.12:《光學(xué)學(xué)報(bào)》青年編委

2024.03-至今:《紅外與激光工程》期刊編委
2022.01-至今:Measurement Science and Technology期刊編委
2024.10-至今:Measurement:Energy期刊編委

2023.12-至今:中國光學(xué)工程學(xué)會(huì)計(jì)算成像專委會(huì)委員
2022.11-至今:中國光學(xué)學(xué)會(huì)激光光譜學(xué)專委會(huì)委員
2023.02-至今:國際傳熱傳質(zhì)中心(ICHMT)科學(xué)理事會(huì)成員
2019.05-至今:中國動(dòng)力工程學(xué)會(huì)國際合作委員會(huì)委員
2023.05-至今:中國光學(xué)工程學(xué)會(huì)激光光譜技術(shù)及應(yīng)用專委會(huì)委員
2023.05-至今:多相流測試專委會(huì)青年委員
2023年,中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)海智計(jì)劃特聘專家

擔(dān)任Nature, Nature Electronics, Nature Sensors, Nature Photonics, eLight, Light Science and Applications, Nature Communications, Science Advances, Advanced Science, PNAS, Progress in Energy and Combustion Science, Advanced Materials, Proceedings of Combustion Institute, Combustion and flame, Journal of Fluid Mechanics, Physics of Fluids, Experiments in Fluids, Fuel, International Journal of Heat and Mass Transfer, Journal of Thermal Science, Experimental Thermal and Fluid Science, Flow, Turbulence and Combustion, Aerospace Science and Technology, International Journal of Thermophysics, AI and Energy, Analytical Chemistry, Scientific Reports, Optics Express, Optics Letters, Applied Optics, Applied Physics B, JOSA-B, Measurement Science and Technology, Measurement, Optics Communications, IEEE Sensors Journal, IEEE Transactions on Instrumentation & Measurement, Spectroscopy Letters,  Infrared Physics and Technology, Lasers and Optics Engineering,  AIP advances, IEEE Transactions on Evolutionary Computation, JQSRT, Light Science and Applications等40余個(gè)期刊審稿人。

1. 智能編程及科學(xué)計(jì)算
主要內(nèi)容:智能編程軟件、 FORTRAN基本語法、面向?qū)ο蟆⒛M退火、遺傳算法、蒙特卡洛算法、OPENM、MPI
授課對象:本科生  
學(xué)時(shí)數(shù):    32
學(xué)分:2


2. FORTRAN編程及科學(xué)計(jì)算(2016-2017秋季學(xué)期)
主要內(nèi)容:FORTRAN基本語法、面向?qū)ο蟆⒛M退火、遺傳算法、蒙特卡洛算法、OPENM、MPI
授課對象:本科生  
學(xué)時(shí)數(shù):    32
學(xué)分:2
評教排名:學(xué)院1/188;全校13/2860

3. Advanced Engineering Thermodynamics(2017-2018春季學(xué)期)

4.創(chuàng)新思維與現(xiàn)代設(shè)計(jì)(2019-2020秋季學(xué)期)

2019.02-2019.07,本科國際畢業(yè)設(shè)計(jì),High performance foam proportioning system
2020.02-2020.07,本科畢業(yè)設(shè)計(jì),基于振動(dòng)信號分析的自動(dòng)扶梯部件健康預(yù)測

科研項(xiàng)目

2025-2029,基于數(shù)據(jù)同化的先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)非接觸式測量技術(shù)研究,主持

2026-2030,國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體A類項(xiàng)目,數(shù)據(jù)融合實(shí)驗(yàn)流體力學(xué),骨干

2021-2023,國家自然科學(xué)基金中德合作研究項(xiàng)目,基于光學(xué)層析成像的非定常火焰碳煙診斷方法研究,主持
2020-2023,國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目,基于單相機(jī)內(nèi)窺背景紋影層析技術(shù)的火焰折射率場、密度場和溫度場同步測量方法研究,主持,優(yōu)秀結(jié)題

2018-2020,國家自然科學(xué)基金青年基金,基于高光譜吸收層析技術(shù)的火焰溫度場測量方法研究,主持
2018-2019,上海交通大學(xué)與愛丁堡大學(xué)種子基金,主持
2018-2022,德國埃爾朗根高等光學(xué)研究院SAOT合作基金,主持
2019-2020,燃燒室三維火焰和溫度重構(gòu)分析,主持
2016年,國家海外高層次人才引進(jìn)項(xiàng)目(青年)

代表性論文專著

獨(dú)立工作以來,在實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)、燃燒診斷、計(jì)算成像、計(jì)算光譜和多學(xué)科交叉領(lǐng)域的國際權(quán)威期刊,如Science(3篇), Nature Electronics,Nature Photoncis, Science Advances, Nature Communications, Progress in Energy and Combustion Science(2篇), Journal of Fluid Mechanics, Combustion and Flame, Proceedings of Combustion Institute等期刊發(fā)表論文百余篇。

最新論文:
AI+多維光場重構(gòu)方向(# Equal contribution, * corresponding author)

◆  Yiru Zhang#, Enbo Yang#, Hoon Hahn Yoon, Qixiang Cheng, Zhipei Sun* Tawfique Hasan*, Weiwei Cai*, Reconstructive Spectrometers: Hardware Miniaturization and Computational Reconstruction,  eLight, 2025, 5(23). 

◆ Yoon, Hoon Hahn, et al. "Miniaturized Spectrometers with a Tunable van der Waals Junction", Science, 2022, 378(6617), 296-299.

Nature亮點(diǎn)報(bào)道:
https://www.nature.com/articles/d41586-022-03370-8

◆ Uddin, M.G., Das, S., Shafi, A.M. et al. Broadband miniaturized spectrometers with a van der Waals tunnel diode.  Nature Communications 15, 571 (2024).
◆  Cai, W., Yang, Z., Sun, Z. Hasan, T., Simple yet powerful.  Nature Photonics (2024).

◆  X. Cui*?, F. Nigmatulin?, L. Wang?, Weiwei Cai*, Zhipei Sun* et al, Miniaturized spectral sensing with a tunable optoelectronic interface, Science Advances (2025) 11, eado6886.

◆  Zongyin Yang, Tom Albrow-Owen, Weiwei Cai*, Tawfique Hasan*, Miniaturization of optical spectrometers, Science, 2021, Vol. 371, Issue 6528, eabe0722


光學(xué)燃燒診斷及顆粒燃燒方向:
◆ Marcel N. Müller, Qian Wang, Weiwei Cai, Franz J.T. Huber, Stefan Will, Tomographic single-shot time-resolved laser-induced incandescence for soot characterization in turbulent flames, Proceedings of Combustion Institute, 2024, 105262 第40屆國際燃燒會(huì)議杰出論文獎(jiǎng) (獲獎(jiǎng)比例<1%) 本工作受到基金委中德合作研究項(xiàng)目支持
https://doi.org/10.1016/j.proci.2024.105262
◆ Jianging Huang, Hecong Liu, Shuo Zhu, Yingzheng Liu, Edmund Y. Lam and Weiwei Cai, Computational flow visualization to reveal hidden properties of complex flow with optical and computational methods, Cell Reports Physical Science (2024), 5, 102282.
Jingruo Chen, Kun Li, Fan Peng, Daoguan Ning, Xiaocheng Mi, Yutao Zheng, Shijie Xu, Dongping Chen, Xin Wen, Yingzheng Liu, Weiwei Cai, Combustion characteristics of single iron particles under ammonia co-firing conditions, Combustion and Flame, 285 (2026) 114780

◆Jianqing Huang, Weiwei Cai, Zhongshan Li, Yue Huang, Robust 3D tracking of dynamic reacting particles based on holographic spatio-temporal similarity, Combustion and Flame, (2026) 

◆Yutao Zheng, Jingruo Chen, Yuanzhe He, Minshuo Li, Xiuxiu Chen, Shijie Xu, Xin Wen, Yingzheng Liu , Weiwei Cai, Investigation on heat exchange of iron particle combustion based on simultaneous multi-physics field measurements, Combustion and Flame, 279, 2025, 114309.

◆ Fan Peng, Hecong Liu, Chengdong Kong, Xiaocheng Mi, Bo Tian, Yutao Zheng, Shijie Xu and Weiwei Cai, Micro-explosion of burning iron particles with carbon impurity, Combustion and Flame, 2025, 113864.
◆ Fan Peng, Chengdong Kong, Hecong Liu, Xiaocheng Mi, Shijie Xu, Yingzheng Liu, Weiwei Cai, Ignition and combustion of a single iron particle with impurities in hot post-flame gas flow, Combustion and Flame, 2024, 113509.
◆ Qian Wang, J. Huang, H. Liu, Z. Qin, W. Cai, 3D particle sizing, thermometry and velocimetry of combusting aluminized propellants, Combustion and Flame, Volume 247, 2023, 112500.
◆ Jianqing Huang, Shen Li, David Sanned, Leilei Xu, Shijie Xu, Qian Wang, Mehdi Stiti, Yong Qian, Weiwei Cai, Edouard Berrocal, Mattias Richter, Marcus Aldén, Zhongshan Li, A detailed study on the micro-explosion of burning iron particles in hot oxidizing environments, 238, Combustion and Flame, 2022, 111755.
◆ J Huang, S Li, W Cai, Y Qian, E Berrocal, M Aldén, Z Li, Quantification of the size, 3D location and velocity of burning iron particles in premixed methane flames using high-speed digital in-line holography, 230, Combustion and Flame, 2021, 111430.
◆ Shijie Xu, Yue Qiu, Leilei Xu, Jianqing Huang, Shen Li, Elna JK Nilsson, Zhongshan Li, Weiwei Cai, Marcus Aldén, Xue-Song Bai, Phase change and combustion of iron particles in premixed CH4/O2/N2 flames, Combustion and Flame 259, 113171, 2024.
◆ D. Govender, H. Liu, F. Peng, W. Cai, N. Worth, Tomographic reconstruction of an azimuthally forced flame in an annular chamber, Proceedings of Combustion Institute, 2022.
◆ F. Peng, H. Liu, W. Cai, Combustion diagnostics of metal particles: a review, Measurement Science and Technology. 34 (2023) 042002.
◆ J. Huang, S. Li, Y. Zi, Y. Qian, W. Cai, M. Aldén and Z. Li, Clustering-based particle detection method for digital holography to detect the three dimensional location and in-plane size of particles, Measurement Science and Technology, 2021, 055205. Top-cited paper award 2024

代表性論文:
[1] S. Grauer, K. Mohri, T. Yu, H. Liu, W. Cai, Volumetric emission tomography for combustion processes, Progress in Energy and Combustion Science, 2023, 94:101024.

[2] Zongyin Yang, Tom Albrow-Owen, Weiwei Cai*, Tawfique Hasan*, Miniaturization of optical spectrometers, Science, 2021, Vol. 371, Issue 6528, eabe0722

[3] W. Cai and C. F. Kaminski, "Tomographic absorption spectroscopy for the study of gas dynamics and reactive flows". Progress in Energy and Combustion Science,(2017) 59: p.1-31.

[4] Huang J, Liu H, Cai W. Online in situ prediction of 3-D flame evolution from its history 2-D projections via deep learning. Journal of Fluid Mechanics. 2019;875:R2.


[5] X. Cui*?, F. Nigmatulin?, L. Wang?, Weiwei Cai*, Zhipei Sun* et al, Miniaturized spectral sensing with a tunable optoelectronic interface, Science Advances (2025) 11, eado6886.


論文列表:
https://scholar.google.com/citations?user=4mYjOrsAAAAJ&hl=en

軟件版權(quán)登記及專利

專利:
[1] 蔡偉偉,于濤,基于多譜線吸收光譜斷層成像技術(shù)的燃燒優(yōu)化控制方法,授權(quán),CN 10790655
[2]基于消光矯正時(shí)間解析的三維燃燒場溫度測量方法,授權(quán)。
[3]一種多角度、多光譜頻率編碼成像方法及裝置,授權(quán)。
[4]湍流燃燒場四維碳煙顆粒初級粒徑分布測量系統(tǒng)及其方法,授權(quán)。
[5]內(nèi)窺層析的體激光誘導(dǎo)熒光成像測量瞬態(tài)燃燒場火焰三維結(jié)構(gòu)的方法,授權(quán)。
[6]劉何聰,蔡偉偉,一種微型高光譜相機(jī)及測量方法,授權(quán)。


軟件授權(quán):
[1] 數(shù)字同軸全息顆粒場特性研究軟件,授權(quán)軟件著作權(quán),7234539號
[2] 背景紋影三維折射率場重建軟件,授權(quán)軟件著作權(quán),5716224號

科研獎(jiǎng)勵(lì):

2025年,第40屆國際燃燒會(huì)議杰出論文獎(jiǎng) (占所有投稿論文的比例不足1%

2025年,連續(xù)6年(2020-2025)入選斯坦福全球前2%頂尖科學(xué)家榜單

2023年,第十六屆中國工程熱物理學(xué)會(huì)“吳仲華優(yōu)秀青年學(xué)者獎(jiǎng)

2021年,上海交通大學(xué)聘期考核優(yōu)秀獎(jiǎng),最具影響論文貢獻(xiàn)獎(jiǎng)
2018年,上海交通大學(xué)首聘期考核優(yōu)秀獎(jiǎng)
2018年,科技部發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒基礎(chǔ)研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成員
2018年,德國埃爾朗根高等光學(xué)技術(shù)研究院青年科學(xué)家獎(jiǎng) (https://www.saot.fau.de/awards/saot-awards/young-researcher-award/)

2016年,國家海外高層次人才引進(jìn)計(jì)劃
2014年,Masao Horiba Award唯一提名獎(jiǎng),獲獎(jiǎng)金及獎(jiǎng)杯
2013年,劍橋大學(xué)丘吉爾學(xué)院博士后會(huì)士
2012年,歐盟瑪麗居里學(xué)者(劍橋大學(xué)化工系)
2010年,國家優(yōu)秀自費(fèi)留學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金

教學(xué)與人才培養(yǎng):

2025年,團(tuán)隊(duì)畢業(yè)生王倩博士入選歐盟瑪麗居里計(jì)劃

2024年,團(tuán)隊(duì)畢業(yè)生于濤博士入選國家海外高層次人才引進(jìn)計(jì)劃

2024年,中國國際大學(xué)生創(chuàng)新大賽(2024)高教主賽道國際項(xiàng)目(上海賽區(qū))專項(xiàng)賽銀獎(jiǎng)/優(yōu)秀創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師

2023年,2022級博士畢業(yè)生黃建青獲首批上海交大“致遠(yuǎn)榮譽(yù)計(jì)劃”榮譽(yù)證書
2023年,2022級博士畢業(yè)生劉何聰獲評2022年度“中國大學(xué)生自強(qiáng)之星”
2023年,2022級博士畢業(yè)生黃建青獲得“2023年上海交通大學(xué)優(yōu)秀博士學(xué)位論文提名”
2023年,2022級博士畢業(yè)生劉何聰獲得上海交通大學(xué)優(yōu)秀博士畢業(yè)生發(fā)展獎(jiǎng)學(xué)金
2022年,2023級博士畢業(yè)生王倩獲評上海市優(yōu)秀畢業(yè)生
2022年,2022級博士畢業(yè)生黃建青獲得上海交通大學(xué)優(yōu)秀博士畢業(yè)生發(fā)展獎(jiǎng)學(xué)金、入選香江學(xué)者計(jì)劃
2022年,2022級博士畢業(yè)生劉何聰獲得德國洪堡博士后獎(jiǎng)學(xué)金
2022年,17級博士畢業(yè)生黃建青、19級碩士畢業(yè)生水崇源、19級韓偉哲獲評上海市優(yōu)秀畢業(yè)生
2021年,20屆博士畢業(yè)生于濤獲評“2021年上海市工程熱物理學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士學(xué)位論文提名”
2021年,17級博士生黃建青獲評“第五屆機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院學(xué)術(shù)之星”
2021年,20屆博士畢業(yè)生于濤獲評“2020年上海交通大學(xué)優(yōu)秀博士學(xué)位論文提名”
2020年,17級致遠(yuǎn)榮譽(yù)博士生黃建青獲評“上海市力學(xué)學(xué)會(huì)2020年度優(yōu)秀學(xué)生三等獎(jiǎng)”
2020年,17級博士畢業(yè)生于濤獲得“上海交通大學(xué)2020年優(yōu)秀博士畢業(yè)生發(fā)展獎(jiǎng)學(xué)金”
2020年,19級博士生劉何聰獲得博士生國家獎(jiǎng)學(xué)金和“上海交通大學(xué)年度學(xué)生人物”、19級碩士生水崇源獲得碩士生國家獎(jiǎng)學(xué)金
2019年,17級博士生于濤獲評上海交通大學(xué)學(xué)術(shù)之星提名獎(jiǎng)
2019年,17級博士生于濤獲評機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院學(xué)術(shù)之星
2019年,19級博士生劉何聰獲得博士生國家獎(jiǎng)學(xué)金
2019年,16級碩士生劉何聰獲得上海市優(yōu)秀畢業(yè)生、上海交通大學(xué)優(yōu)秀碩士論文
2017年,17級博士生于濤獲國家獎(jiǎng)學(xué)金
2017年,16級碩士生劉何聰獲國家獎(jiǎng)學(xué)金
2017年,指導(dǎo)14級本科生戴京航發(fā)表一作APL和JQSRT各一篇獲得榮昶科技創(chuàng)新獎(jiǎng)學(xué)金(所有本科生中10人獲獎(jiǎng))并獲康奈爾大學(xué)博士全額獎(jiǎng)學(xué)金,入選上海市優(yōu)秀畢業(yè)生
2017年,上海交通大學(xué)優(yōu)秀班主任,2016級國際化試點(diǎn)班F1602007

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