中文摘要：

本项目开展钝体驻定湍流部分预混火焰机理的实验和数值模拟研究。采用非接触的激光测量技术测量钝体驻定湍流部分预混火焰中温度、组分浓度的空间分布，给出系统的测量结果，研究标量的统计特性；采用PIV和OH－PLIF及CH-PLIF相结合技术测量瞬态火焰结构及流场分布，研究涡与火焰的相互作用机理及钝体驻定火焰机理。开展钝体驻定部分预混火焰的大涡模拟，深入分析实验中给出的标量统计特性，建立基于混合物分数和反应进度的湍流部分预混火焰亚格子燃烧模型及标量输运模型，数值研究涡与火焰的相互作用以及钝体驻定部分预混火焰的机理，为发展钝体驻定火焰的燃烧室提供理论基础及技术支持。

结论摘要：

本项目对悉尼钝体无旋等温流场开展了大涡模拟研究，分析了流场中二维的相干涡量结构和相干标量通量，在回流区外边缘存在正负涡交替排列的条状相干结构，此外流场中的相干结构将组分向回流区外部和上游输运；对分层旋流燃烧器和悉尼钝体旋流燃烧器等温流场开展了大涡模拟研究，三维POD分析可以清楚地表明含能较多模态的大尺度结构及不稳定性特征；开展了高温伴流射流扩散火焰的大涡模拟研究，基于良搅拌反应的湍流化学热力学建表方法表明反应进度变量的概率分布对自动着火过程的模拟有重要影响，反应进度的Beta分布能够给出合理的自动着火特征；开展了湍流预混火焰的大涡模拟，分别对FGM亚格子燃烧模型中反应进度标量耗散率、反应进度标量的概率分布以及G方程结合FGM的模型方法做了初步研究，本生灯火焰的大涡模拟结果表明G方程结合FGM模型能够给出合理的湍流火焰结构及厚度；开展了基于动态加厚火焰DTF模型结合FGM方法构建亚格子燃烧模型（DTF-FGM）的研究，利用反应进度变量定义的火焰指数动态确定加厚因子及反应进度变量的亚格子标量耗散率的模化进行了初步探究，对带有中心钝体的剑桥旋流燃烧器开展数值研究；开展了高Ka数湍流预混射流值班火焰的大涡模拟，提出一种修正的非定常PSR模型来替代线性插值的近似处理，模拟结果表明，基于自点火模型和修正的自点火模型相结合建立化学热力学表方法均较好的预测了温度和主要组分的分布；发展了复杂波系作用下可压缩修正的化学热力学建表方法，并开展了典型的超声速燃烧室内燃烧过程的大涡模拟研究，提出了一种新的强化横侧射流混合效果的分流技术，并开展了数值分析和验证。