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为解决现有模型预测旋转杯雾化液滴尺寸及分布不准确的问题，研究人员开展了用 量纲分析预测液滴尺寸（DV0.5）和扩展参数（n）的研究。结果显示，非单项式 形式预测更准确，该研究为精准预测提供了新方法。
在农业生产中，农药的有效施用至关重要，而喷雾技术则是其中的关键环节。旋转杯式雾化器因其独特的优势，在农业低容量喷雾领域应用广泛。它的开放式设计有效减少了堵塞问题，还能实现更窄的液滴尺寸分布。可别小看这液滴尺寸，它直接关系到喷雾沉积结构和液滴漂移情况，最终影响着农药的使用效率。要是液滴太大，可能无法均匀覆盖作物，影响防治效果；液滴太小，又容易随风飘散，造成浪费和环境污染。
以往，为了描述旋转雾化过程中的液滴尺寸，研究人员想出了不少办法。有人提出了基于力平衡分析和波理论的综合模型，也有人通过力平衡和质量守恒定律推导出理论方程。不过这些分析方法虽然快速且成本低，但依赖于各种假设和理想化条件，在复杂的实际应用场景中，准确性就大打折扣了。还有人利用数值模拟来研究，像用计算流体动力学模型模拟旋转盘上的液膜厚度变化，但这种方法不仅需要大量的计算资源，还耗费时间。而基于实验数据建立的经验模型，虽然在有限的变量范围内表现不错，但一旦超出这个范围，就难以准确反映真实的函数关系了。
在这样的背景下，国内研究人员为了找到更精准的预测方法，开展了一项针对旋转杯雾化的研究。他们希望建立起能够准确预测液滴尺寸（DV0.5，指将喷雾体积等分为两部分的直径，一半液滴体积小于该值，另一半大于该值）和扩展参数（n）的半经验关联式。
研究人员采用了一系列巧妙的研究方法。他们以水为喷雾液体，考虑了旋转杯的几何参数和操作参数，运用两水平部分因子设计来确定影响液滴尺寸的关键变量。通过量纲分析建立无量纲数之间的关系，再分别利用多元线性回归和符号回归，得到单项式和非单项式形式的关联式。为了评估液滴尺寸分布，他们使用了以DV0.5和n为特征的两参数 Rosin - Rammler（RR）分布函数。
研究结果令人眼前一亮。首先，在确定影响液滴尺寸的因素时，发现转速（ω）对液滴尺寸的影响最大，其次是杯径（D）。在建立预测关联式方面，通过对比发现，非单项式形式的关联式能更有效地捕捉液滴形成的非线性特征，预测准确性更高。在测试数据集中，液滴尺寸的预测值相对误差在 ±15% 以内。在对液滴尺寸分布进行建模和预测扩展参数时，非单项式形式同样展现出了比单项式形式更高的准确性。
这项研究成果意义重大。它为旋转杯雾化过程中液滴尺寸及其分布的预测提供了一种物理意义明确且使用方便的新方法。这不仅有助于优化农业喷雾设备的设计和操作参数，提高农药的利用效率，减少农药浪费和环境污染，还为相关领域的研究开辟了新的思路。该研究成果发表在《Biosystems Engineering》上，受到了广泛关注。
研究人员通过精心设计实验、运用量纲分析、多元线性回归和符号回归等技术，成功解决了旋转杯雾化中液滴尺寸和扩展参数预测不准确的难题，为农业喷雾技术的发展注入了新的活力，相信在未来，这项研究成果将在农业生产中发挥更大的作用。
