现有的湍流燃烧模型中，有的缺乏普适性，也有的用于大涡模拟的计算量太大．一种基于湍流流动模拟思路的统计矩方法被提出来，称为二阶矩(second-ordermoment,SOM)燃烧模型，用于非预混射流火焰和旋流火焰的雷诺平均模拟(Reynolds-averaged Navier-Stokes modeling,RANS)和大涡模拟(large-eddy simulation,LES)，以及钝体后方预混火焰的大涡模拟，已经得到实验结果的良好检验．进一步的研究是该模型的直接数值模拟(direct numerical simulation,DNS)检验.本文对作者以及文献中报导的SOM模型DNS检验的研究进展进行了回顾.

本文通过自行设计的可存储燃料的高透石英玻璃管道模拟狭长受限空间，以正丁醇为燃料通过控制不同的封堵率研究受限空间液体火蔓延行为．研究表明，狭长管道内的火蔓延行为与开放空间火蔓延存在显著差异，对长100 cm、内径10 cm的管道表现为：火焰蔓延到右端、火焰蔓延到右端并发生火焰穿梭，火焰无法蔓延至另一端．管道内火焰分离，中间没有连续稳定燃烧区域．当封堵率超过63%时，火焰无法蔓延至另一端；管道内火焰分离位置随着封堵率增加而减小．

多环芳烃是形成碳烟的前驱体，其扩散性质对碳氢燃料火焰的特征和模拟研究有重要意义．通过观察由不同力场参数模拟所得的苯分子与浴气分子相互作用势能曲线与CCSD(T)/CBS和M06-2X/6-311g(d,p)方法所得势能曲线的符合程度，本研究确定了一组适用于芳烃与氮气或氦气体系的力场参数，并探索了模拟时长和速度相关积分尾部数据对结果的影响，进一步确定了模拟设置．在此基础上，比较了苯在浴气中的二元扩散系数的模拟值和文献中的实验值，其相对偏差的绝对值小于3.5%．分别比较了萘、芘、晕苯在浴气中的二元扩散系数模拟值与基于Hirschfelder-Bird-Spotz公式的各种方法所得数值，发现由SA方法和η-ξ方法所得二元扩散系数普遍比σ-ε方法和经验估计法的结果更接近模拟值．

目前，基于机器视觉的火灾检测算法中数据集类型不充分、数据集在时间维度覆盖不全面，致使此类算法难以实现火灾的早期预警，文中提出了基于改进YOLOv7的红外阴燃探测方法．该算法利用EfficientFormerV2模型替换原模型的骨干网络CSPDarknet53，从而增强了模型低延迟、低参数量、易部署的能力；同时，在预测网络中，采用CARAFE轻量化上采样模块代替原模型中的上采样模块，扩大了模型对特征的感受野，改善了阴燃特征的表示能力；此外，还引入了新的NWD度量来提升模型边界框预测能力．结果表明，在自建阴燃数据集上，该算法的平均精度达到92.9%，对阴燃检测的平均精度达到99.6%，比YOLOv7的精度提升了14.4%，较基于手工提取特征的卷积神经网络算法提升了4.6%．研究成果将为阴燃火早期预警提供新思路．

城镇埋地中低压燃气管道周围人口密集，一旦发生全管径破裂，凹坑条件将加剧水平喷射火行为的复杂及危险性．利用Fluent模拟分析了不同凹坑尺寸及管压下火焰长度、等效宽度及长宽比变化规律，得到了火焰长度及等效宽度与无量纲热释放速率关系式．结果表明：火焰长度随着热释放速率增加与凹坑尺寸减小而增大，坑口尺寸较小时，火焰长度大于开放空间；坑口尺寸增大到一定程度时，火焰长度小于开放空间火焰长度．等效宽度随热释放速率的增大而增大，且当等效宽度增长到凹坑开口尺寸后，增长速率变缓并趋于稳定，同时火焰长度有明显增长．火焰长宽比呈现先减小后增大趋势，随着凹坑尺寸增大，长宽比减小且均小于开放空间．

提出基于改进YOLOv7的火灾目标检测算法，以目标检测网络YOLOv7为基本网络，采用改进后的轻量化网络EfficientNetV2-S替换其主干网络，从而降低模型的参数量．引入坐标注意力机制，对EfficientNetV2-S的卷积模块进行改进．对损失函数进行改进，提升火灾识别的精确率．标注火灾目标检测数据集共6 150张对模型进行训练，与常见火灾目标检测算法对比验证，并进行消融实验．结果表明，该算法的检测精度和识别速度比传统目标检测算法有优势，识别精确率比原YOLOv7算法提升6.5%，识别速度提升28.6%.

本文研究了金字塔分层L-K光流算法在燃气火焰诊断中的应用，通过实验提取不同工况下燃气火焰图像动态特征，并验证火焰动态特征灵敏性和有效性．结果表明：在稳定工况下，速度大小的均值和方差相比于速度方向的均值和方差更能反映火焰的动态变化；在不稳定工况下，动态特征的速度大小、均值出现周期性变化，描述了不稳定燃烧和火焰熄灭的过程；速度大小均值和方差与工况参数之间呈现显著相关，而速度方向均值和方差相关性较弱．本研究为开发新的燃气检测技术提供参考．

针对实际测量中设备观察口有限、对于特定位置或受背景辐射影响较大位置的温度测量问题，设计了一种共焦辐射微孔相机，将共焦技术与光学层析技术相结合，利用格林函数的双调和算子插值算法重建全场火焰温度．首先，介绍了共焦辐射微孔相机测温的基本原理，对该相机的聚焦位置及聚焦系数进行了实验标定，并用黑体炉标定了共焦辐射微孔相机的测量信号与火焰辐射强度之间的关系；最后通过层析算法和格林函数双调和插值算法对火焰温度场进行重建．结果表明：共焦辐射微孔相机测量重建结果与燃烧温度场的分布趋势大致相同，重建误差不高于10%，具有较好的灵活性和良好的抗噪性．

由于有机固废热解产生的热解气热值较低，在一些燃烧器中无法燃烧，故采用旋流和掺混无碳燃料氨气的燃烧方式，以增强热解气燃烧的稳定性并减少碳排放．采用化学发光法对火焰结构进行了实验研究，基于CCD摄像系统，获得了不同当量比和掺氨比下热解气/氨气/空气预混旋流火焰中OH*的化学发光分布．结果表明，不同类型热解气的旋流火焰形态结构差异较大；当量比增加到φ≥1时，OH*辐射强度增强；掺氨使得热解气燃烧极限范围变窄，氨气的添加不仅会抑制OH*自由基的产生，且会对火焰结构产生影响．

飞火颗粒点燃森林可燃物或建筑结构是导致森林大火及森林-城镇交界域大火发生的重要潜在蔓延途径．本文通过实验探究了不同粒径及不同温度下空心和实心的惰性热颗粒对松针燃料床的点火行为，得到了不同粒径实心和空心金属颗粒在不同温度下的点燃概率，并量化了与颗粒温度、直径、能量及空心率相关的点火极限．通过对颗粒有效能量的计算，探究了能量对于点燃现象的影响．本研究有助于对飞火颗粒点火机理进一步完善，对寻找影响点火行为的参数变化、构建相关理论模型、预测临界点火条件等工作具有重要意义．