针对化学链乙烷氧化脱氢过程，利用初湿浸渍法合成了一系列H-ZSM5分子筛负载的Ni-Fe基氧载体．通过等温实验、工况验证以及长周期循环实验考察了氧载体的反应性能，并利用XRD、FTIR、C₂H₆-TPR及ESEM-EDS表征分析了氧载体的反应机制．实验结果表明，Ni物种进入了分子筛骨架中，Fe物种均匀地分散在分子筛表面．前者负责乙烷转化，后者负责选择性产生乙烯，二者的协同作用使得氧载体相对于纯相负载分子筛氧载体具有更高的乙烷转化率和乙烯选择性．其中，优选氧载体在650℃时具有92.21%的乙烯选择性及16.34%的乙烯产率，并且在24次氧化还原循环过程中保持性能稳定．

采用FDS火灾数值模拟，设定3个火源位置和3种火源功率共计9种工况，对架空层用作电动自行车停车棚的高层住宅建筑展开研究，以南京“2·23”火灾事故所涉建筑为例，分析不同火源位置和火源功率下高层住宅天井内的烟气蔓延特性，探究天井内不同开窗位置处的温度和CO浓度．研究表明：烟气在几乎蔓延至整个架空层后最终通过窗口溢流的形式蔓延至所有天井内．火源位置不同，蔓延进入不同天井的先后顺序有所差异，随着火源功率的增大，烟气进入天井的速度加快．当火源靠近单元门或位于候梯厅一侧时，3个井内都会产生烟囱效应；火源在架空层一角时，3个井内几乎没有烟囱效应产生．随着火源功率的增大，3个井内的烟囱效应逐渐增强．总的来说，天井内侧向开窗的危险性大于正向开窗，窗玻璃的最低耐火温度随火源位置、火源功率、开窗位置变化而有所不同．

芳香烃是汽油、柴油、航空燃料中的重要组成部分，同时芳香烃存在成碳倾向大等问题．通过热泳采样结合透射电子显微镜（TEM）以及图像数据提取方法探究了氨/苯同轴扩散火焰中碳烟形态以及粒径变化规律，同时使用化学动力学模拟对氨/苯火焰中多环芳烃（PAH）生成反应路径进行分析，最后使用虚拟氨气对化学效应和热效应进行解耦．结果表明，掺氨后火焰可视化高度增加，火焰上游淡黄色区域延长．同时，平均峰值粒径减小，掺氨比例为40%时，峰值平均颗粒粒径由36.81 nm降为34.71 nm，降幅为5.70%．氨气的加入消耗了反应体系中更多H自由基，固定部分有效C原子，H、C₂H₂、C₃H₃、PAH等组分浓度降低．PAH主要生成、生长路径A1-+A1=P2+H以及HACA反应受到抑制．与整体化学效应相比，热效应主导了对火焰中各组分的抑制作用．化学效应可分为燃烧温度效应以及额外路径效应，两者相互制约，整体表现出对各组分浓度的促进作用．在火焰上游，掺氨所引起的热效应主导了碳烟成核、生长过程的延缓．火焰中下游，燃烧逐渐剧烈，燃烧温度效应与热效应竞争下，额外路径效应导致了对碳烟生长的抑制作用，最终使火焰中的峰值平均颗粒粒径减小．

温度场空间分布是燃气轮机燃烧室设计中需要考虑的重要参数，通常由三维数值模拟和高精度实验测量手段获得，然而对于几何形状复杂的燃烧器，实验和模拟耗时长、成本高，导致燃烧器迭代设计过程效率低．本文研究了基于高斯羽流模型的混合分数空间分布低阶模型，基于V型火焰面几何结构假设和湍流火焰厚度函数发展化学反应进度变量空间分布模型．在此基础上基于温度、混合分数、化学反应进度变量的强关联函数，构建温度场预估模型．基于DLR燃烧室高精度实验数据和三维数值模拟数据开展验证，结果表明，模型可以较为准确地预测混合分数场和温度场的空间分布．将该预估模型应用于实际旋流杯燃烧室，同样具备良好的预估效果．上述对比结果表明，该预估模型在燃气轮机燃烧室设计和方案评估中具有一定的应用前景．

针对再生温度过高以及制备过程复杂的问题，以微米级Zr O₂为载体、K₂CO₃为活性组分，研制了制备过程简易且可以实现低温下直接空气捕集的钾基吸附剂，并选取二氧化钛（Ti O₂）、氯化钾（KCl）、活性炭（AC）、锆硅酸钠(Na₂Zr O·（Si O₄）₂)、全弗烷基硅烷(C₁₀H₄C_l3F₁₇Si)作为K₂CO₃/Zr O₂复合吸附剂的掺杂剂进行改性．对5种改性复合吸附剂在CO₂直接空气捕集中的碳酸化反应特性进行了研究，结果表明：Na₂Zr O·（Si O₄）₂、AC、Ti O₂的掺杂对K₂CO₃/Zr O₂复合吸附剂的吸附量有负面作用；KCl的掺杂对吸附量的提升作用较小；而C₁₀H₄C_l3F₁₇Si的掺杂使K₂CO₃/Zr O₂吸附剂的吸附量提升了56%，吸附过程中碳酸化反应速率整体提高，增加了直接空气捕集的经济性．论文进一步通过微观层面阐述了掺杂剂对钾基吸附剂碳酸化反应特性的作用原理．

对塔式分级燃烧室旋流器结构进行优化，研究了旋流器主燃级和值班级之间的台阶高度对燃烧室的流场、燃烧性能及出口温度分布的影响．结果表明：随着台阶高度的增加，台阶回流区尺寸增大并挤压中心回流区头部，燃油分布均匀性降低，高温区面积急剧上升，NO生成量和生成区域均扩大，高温烟气逐渐向出口两侧壁面移动，出口温度分布质量逐渐改善；压力损失系数逐渐降低，当台阶高度由4 mm增加至16 mm时，燃烧室压力损失系数和出口温度分布系数OTDF分别降低了0.2%和5.6%,NO排放量增加了62.1%.

在新型低温燃烧模式中，大多存在自燃着火和火焰传播共存的现象，但二者之间的相互作用机制尚且不明．鉴于此，从实验和数值模拟两方面回顾了国内外关于自燃和火焰传播的判别方法，总结了各种方法的特点及适用范围，并对数值模拟中的速度判定、Da数判定和CEMA判定3种方法进行了重点介绍．在未来，将机器学习和图像处理技术应用于燃烧诊断领域，有望实现自燃着火和火焰传播的定量和定性判断，明晰两者之间的作用机制，为新型燃烧模式中燃烧过程的调控提供理论指导．

航空煤油在发动机喷嘴表面的裂解结焦现象影响了发动机的运行安全，为了抑制喷嘴表面结焦，本工作提出利用金属表面电场调控替代燃料正癸烷分子在金属表面的碳沉积过程．研究工作主要利用ReaxFF分子动力学方法模拟了不同温度下带电金属表面催化裂解过程，研究发现低温裂解环境中，带电Ni金属层通过提高正癸烷分子的吸附能和抑制分子扩散，从而降低了催化裂解速率，并抑制了金属表面的碳沉积．而高温环境中，分子克服了表面电场对分子扭转和扩散运动的影响，并通过改变金属电性调控电荷转移和脱氢反应程度，进而调控正癸烷的裂解和沉积．在裂解结焦实验中，正电荷金属表面抑制了结焦的生成．本工作为抑制航空发动机碳氢燃料裂解结焦提供了新的方法和理论基础．

基于DFT和过渡态理论，在B3LYP/6-31+G（d）水平上研究了PZ-MDEA混合胺溶液吸收CO₂的反应机理，并进行了分子轨道分析．结果表明，在PZ-MDEA混合胺溶液吸收CO₂的过程中，PZ直接吸收CO₂生成两性离子（PZH+COO-）的反应最容易发生，是CO₂捕集的主要反应路径；两性离子可以与PZ、MDEA或H₂O发生去质子化反应，其中与MDEA反应的能垒相对最低．通过对比分析发现，两性离子与MDEA反应一方面可以大大降低MDEA质子化反应活化能，另一方面中间产物PZCOO^-与PZH⁺、H₂O的反应可以实现PZ的循环，维持CO₂的高效吸收．此外分子轨道分析发现PZ-MDEA混合胺的分子轨道能量差值最低（5.95 eV），同样表明PZ对MDEA吸收CO₂存在活化作用．

为了研究积木型变孔隙泡沫陶瓷的传热特性，采用稳态平面热源法，在分析热源温度对积木型泡沫陶瓷接触热阻影响的基础上，给出了孔密度梯度、厚度梯度和平均孔径对积木型泡沫陶瓷有效导热系数的影响变化规律．结果表明：积木型泡沫陶瓷的接触热阻，随着热源温度的增加而降低，接触热阻占比也随之降低，减小幅度最大可达10.2%；在沿热流方向孔密度梯度变化相同时，随着积木型泡沫陶瓷平均孔径逐渐增加，有效导热系数也随之增加；当平均孔径相同时，沿热流方向孔密度递减而厚度递增型的积木型泡沫陶瓷有效导热系数最大；与沿热流方向孔密度梯度变化影响相比，积木型泡沫陶瓷平均孔径变化影响相对较小．

冷却通道壁面上的金属对航空煤油热氧化沉积过程有一定的促进作用．针对航空煤油在金属表面的氧化结焦情况，设计了金属基底氧化沉积实验系统，研究了不同金属对航空煤油氧化沉积的影响．实验结果表明，Fe基底表面沉积量显著高于其他4种基底，沉积量为5.2 mg，而Cu和Ti表面沉积仅为0.8 mg和0.4 mg,Fe、Cr和Ni促进了脱氧和脱氢过程，并显著消耗含氧物质，而铜对喷气燃料的氧化作用最强，生成大量含氧组分，烯烃等物质被氧化后生成更多的醇和烷烃．

通过热重分析法实验研究探讨了烟煤耦合不同含碳废弃物时的燃烧特征参数变化规律，并进一步对掺混燃料的成灰特性进行了深入分析．实验结果表明：当小麦秸秆掺混比低于50%时，增加小麦秸秆掺混比例可以降低着火与燃尽温度，改善烟煤的燃烧特性；而当小麦秸秆掺混比增加超过50%时，燃尽温度相比低秸秆掺混比例有较大幅度升高，灰熔点有所上升，灰中矿物质的赋存形态更加复杂，从单一的SiO₂为主演变为以Si、Al、Mg、K等的氧化物为主．增加污泥的掺混比例，样品中水含量有所提高，燃尽温度与燃烧反应性指数降低，灰样中块状颗粒所占比例提高，聚团现象明显，Fe、Ca、Mg元素占比明显上升，矿物质成分从以SiO₂为主逐渐演变为以Fe₂O₃和复杂的铁盐为主，碱性氧化物比例有所升高．

针对煤矿低浓度瓦斯利用难题，开发负载Fe₂O₃活性组分的多孔介质催化剂进行低浓度甲烷（LCM）催化燃烧实验，探究不同当量比、气体流速、Fe₂O₃负载量对LCM燃烧稳定性的影响，并对其动态燃烧特性进行分析．结果表明，Fe₂O₃负载的多孔介质催化剂可有效提高LCM燃烧的稳定性，拓宽LCM驻定燃烧的极限当量比．在当量比0.46、气体流速0.126 m/s的条件下，LCM在负载1%Fe₂O₃的多孔介质催化剂中实现了稳定燃烧，实验测定甲烷的转化率在98%以上，且CO排放体积分数低于600×10^-6,NO_x排放体积分数低于30×10^-6.

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．

采用浸渍法制备了不同比例In改性的In/H-SSZ-13催化剂．通过催化剂活性评价系统研究了In改性比例对In/H-SSZ-13催化剂NO_x转化率的影响，并采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）等表征技术对In/H-SSZ-13催化剂的物理化学特性进行了深入分析．研究结果表明，添加In能够明显提高H-SSZ-13的CH₄-SCR反应催化活性，其中，15%In/H-SSZ-13催化剂的CH₄-SCR反应活性最佳，其最大NO_x转化率在550℃可达87.32%．尽管In比例的增加对H-SSZ-13的CHA结构没有明显影响，但催化剂表面的In₂O₃物种明显增加，并逐渐形成团簇．In在In/H-SSZ-13催化剂中以In O⁺和In₂O₃两种赋形状态存在，In O⁺是CH₄-SCR反应的主要活性中心，In₂O₃对NO_x转化没有明显作用，但在高温阶段会促进CH₄的氧化反应．

应用界面跟踪方法，RNG(Renormalizationgroup)k-ε湍流模型，对离心喷嘴内部液膜波动特性进行了数值模拟研究．分析了不同的进口速度、燃油表面张力对液膜波动特性的影响．结果表明，离心喷嘴内部充液过程包括非稳态液膜形成过程和准稳态波动过程两个阶段，达到准稳态后，液膜(气核)存在明显的周期性波动特性．随着进口速度的增大，旋转所产生的离心力随之增大，气核尺寸也随之增大，液膜厚度变薄．不同表面张力下气核波动频率变化不大，但幅值不同，表面张力越小，波动振幅越大．

利用可变角度实验台，改变斜坡角度(10°～50°)、热释放速率(12.3～24.6 kW)以及燃烧器长宽比(1～6)，开展了一系列燃烧实验，研究了火焰贴地长度随这3个因素的演变规律．结果表明，随着斜坡角度、火源热释放速率及燃烧器长宽比的增加，火焰贴地长度增加．对于相同的坡度和火源热释放速率，随长宽比增大，贴地长度增幅范围在65%～105%之间．基于斜坡诱导压差与火羽流浮力共同作用的物理机制分析，并考虑到燃烧器长宽比对火焰卷吸行为的影响，提出了无量纲火焰贴地长度预测模型．

采用氧化或结焦方式对STS304内表面进行预处理，得到反应管O-STS304、C-STS304、OC-STS304，将其与STS304和TA管开展SEM/AFM表面形貌、表面元素XPS和导热系数等参数测试．结焦引入碳层增加了STS304内表面的粗糙度以及导热热阻，但一定程度抑制了催化结焦，同时提高了管材耐温性．采用MCH热解结焦实验发现，氧化和结焦预处理对热解影响很小，结焦处理可以显著降低催化反应管的结焦速率，5种管材的结焦速率排序为STS304>O-STS304>OC-STS304>TA>C-STS304．因此，对镍基催化反应管进行结焦预处理可以有效抑制结焦．

通过水解驱动氧化还原法合成了掺杂过渡金属的2Mn-Ce-M(M为Fe,Cu,Ni,Cr)催化剂，考察了过渡金属掺杂对低温SCR脱硝性能的影响．其中2Mn-Ce-0.2Cr催化剂比表面积较大，氧化还原能力适中，具有丰富的酸性位点和氧空位、最高的化学吸附氧含量及酸位强度，有利于低温下NH_3-SCR反应的顺利进行．2Mn-Ce-0.2Cr催化剂的低温NH_3-SCR活性最好，能在100～225℃的宽温度区间内保持80%以上的NO_x转化率，在125℃时NO_x转化率更是达到99.1%，为中低温催化还原烟气中的NO_x提供了新思路．此外，2Mn-Ce-0.2Cr还具有良好的抗硫抗水能力，在150℃下，加入40×10~(-6)的SO_2反应5 h，其催化活性稳定在98%；在3%的水蒸气下，其效率保持在95%以上．

针对原型燃烧室在贫预混燃烧情况下设计了一种塔式分级旋流器，旨在降低燃烧室出口的NO_x以及CO排放．通过使用Fluent软件进行数值模拟，研究了设计工况下塔式旋流器不同斜径向角对燃烧性能的影响．结果表明：斜径向角对燃烧效率的影响差异在0.1%以内，随着斜径向角的增大，燃烧室内回流区后中轴线温度逐渐降低；燃烧室高温区面积逐渐减小；总压损失呈先减小后增大的变化趋势，出口温度不均匀性OTDF值逐渐减小最低达25.82%；出口NO_x排放逐渐减小，低至33.9×10~(-6)．综合来看，斜径向角为45°时燃烧室整体性能最优．

航空发动机燃烧室工作环境恶劣，导致燃油组分同溶解氧反应引发氧化沉积．通过对金属平板表面沉积的研究，分析电场对氧化结焦过程的影响．搭建了金属平板氧化结焦实验系统，对不同物理条件和电场性质下的结焦情况进行分析．研究表明：随着温度升高、表面粗糙度增加，结焦量增多；金属对焦体有催化作用而改变结焦形貌；电场的加入使焦体颗粒的粒径和融并现象发生变化，采用负电场时，表面结焦量大幅降低，焦体内部元素含量和结构发生改变，电场强度使结焦颗粒间排斥作用增大，抑制结焦过程，采用正电场时由于电场方向的改变促进了沉积向壁面的移动，使结焦量增加．

采用非绝热火焰面-反应进度变量湍流燃烧模型和非绝热、非稳态NO计算预测模型，针对DLR双旋流燃烧室中的旋流喷射、混合和燃烧过程，开展了大涡模拟研究，获得了纯甲烷、体积分数30%和60%氢气掺混甲烷湍流燃烧的流场结构、火焰特性和NO分布的详细计算结果．分析表明，由于燃烧室中的流场主要由旋流空气所决定，掺氢燃烧的速度分布与纯甲烷燃烧没有明显区别．掺氢燃烧的外回流区温度降低，中心回流区温度升高，放热区域向上游移动，放热速率增大而放热区域减小．NO主要产生于内剪切层，外剪切层和高速剪切流的下游区域；在纯甲烷算例中，快速型和热力型机理所生成的NO数量相当，而掺氢燃烧中快速型机理所生成的NO减少、热力型机理所生成的NO则明显增多．

基于正庚烷层流扩散火焰系统以及热泳取样和探针取样系统，结合透射电子显微镜和热重分析技术，研究了甲烷掺混对碳烟颗粒的微观形貌、纳观结构和氧化活性的影响．研究结果表明，随着甲烷添加比例增大，碳烟的分形维数和平均基本粒子直径减小，表明碳烟颗粒的团聚程度下降，且生长受到抑制．此外，随甲烷添加比例增大，碳烟颗粒的微晶片层尺寸减小，曲率和层间距增大，表明碳烟颗粒的纳观结构有序度降低．另一方面，随着甲烷掺混比例从0增加到30%，碳烟样品的表观活化能减少了19.5 kJ/mol，氧化反应特征温度下降了20℃左右，表明氧化反应活性提高．氧化活性的升高与碳烟颗粒纳观结构有序度的下降和分形维数减小有关．

利用数值模拟研究了正庚烷和正十二烷液滴群在两段自着火条件下的内群燃烧及向外群燃烧转变的机理．首先分别分析了冷火焰和热火焰内群燃烧的火焰结构．进一步比较发现，虽然正庚烷与正十二烷的挥发性不同，但液滴群参数相同时其燃烧阶段一致，通过对时间尺度和蒸发进程的分析发现，该现象的原因为液滴群内燃烧是蒸发控制的物理过程，挥发性不同仅影响不同过程发生的时间．最后，对液滴群内燃烧向外燃烧过渡的算例展开分析，发现液滴群内燃烧火焰穿透整个液滴群后，液滴群内部氧气减少，形成了富燃的区域，而液滴群外部形成了传统的扩散火焰．

针对固体推进剂燃烧特性容易受到机械应变的作用，设计开发了一套附带光学视窗的固体推进剂燃烧测量系统，并基于高速摄像以及激光吸收光谱方法，研究了机械应变对AP-HTPB固体推进剂燃速、CO_2浓度以及燃烧温度的影响.结果表明：对于静态应变条件，在-10%～10%的机械应变范围内，推进剂燃速、温度和CO_2浓度随应变量的增加而增加．其中，燃速变化范围为1.72～2.1 mm/s，推进剂燃烧温度变化范围为1 490～1 680 K,CO_2空间积分浓度变化范围为0.138～0.165 cm．对于交变应变条件，推进剂燃速变化呈现分阶段特征，即在燃烧前中期(0～1 500 ms)，平均燃速为1.926 ms左右，而在燃烧后半段(1 500～2 200 ms)，测量燃速达到5 ms左右，造成该现象的原因可能是燃烧后期推进剂在交变应变的作用下发生了整体解体．另一方面，在燃烧前半段，推进剂燃烧温度和CO_2浓度呈现周期性变化，且变化频率与交变应变相同．

针对气体中心液体离心式同轴(GCLSC)喷嘴(简称为同轴离心式喷嘴)的燃烧动力学特性，开展富氧气/煤油蒸气同轴离心式单喷嘴实验研究．通过改变氧化剂喷射速度，分别获得了稳定和自发激励条件下的火焰结构、相互转变和迟滞过程．利用高速相机拍摄了火焰的CH~*自发光图像，通过离散傅里叶变换(DFT)和动力学模态分解(DMD)方法分析了燃烧流场的空间结构．研究发现：稳定燃烧时，火焰长度较长，CH~*自发光紧贴喷嘴出口，火焰结构受反应混合层流动不稳定控制．迟滞区域内，火焰出现抬升，CH~*自发光强度沿流向存在两个峰值，主导的不稳定频率较高．不稳定燃烧时，火焰长度显著缩短，且在横向扩展，沿喷嘴周向有部分火焰紧贴喷嘴出口．3种燃烧状态下，DFT和DMD方法得到的空间模态均很相近．发现了螺旋形结构的低频火焰模态，某些工况下会发生对流形式的燃烧不稳定．一阶切向不稳定的火焰模态表现为速度耦合产生的螺旋形不稳定涡结构，二阶切向不稳定的火焰模态表现为压力耦合产生的对称涡结构．

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基于ReaxFF反应力场的分子动力学（ReaxFF MD）模拟方法研究了Fe₂O₃颗粒的烧结过程，探究了Al₂O₃对Fe₂O₃颗粒烧结过程的影响，分析了烧结过程中原子的迁移扩散特性，深入揭示了铁基载氧体化学链燃烧过程中惰性载体Al₂O₃的抗烧结机理．结果表明：Fe₂O₃颗粒的烧结过程涉及颗粒间相互靠近、烧结颈形成以及生长，温度升高导致Fe₂O₃颗粒更加剧烈的烧结，且Fe₂O₃颗粒粒径越大，抗烧结能力越强；Fe₂O₃颗粒可以稳定吸附在惰性载体Al₂O₃表面，限制颗粒的整体移动，阻碍烧结颈的形成及生长过程，Al₂O₃添加可以明显抑制Fe₂O₃颗粒的烧结，抑制程度随温度增加而降低；Fe₂O₃颗粒的所有原子、表层原子和内层原子的扩散活化能分别为29.2 kJ/mol 、 28.0 kJ/mol和29.5 kJ/mol , Al₂O₃添加后扩散活化能分别增加至42.4 kJ/mol、43.2 kJ/mol和41.6 kJ/mol，惰性载体Al₂O₃主要是通过抑制Fe₂O₃颗粒表层原子的迁移扩散来提升铁基载氧体的抗烧结能力．

针对扩散管法无法有效对固体的气相扩散系数测量的问题，设计开发了气相扩散系数测量系统，研究了二氧化硒在不同气体体系、不同体系温度下的气相扩散系数．基于Stefan扩散管模型，推导出与固体物质质量变化相关的扩散系数计算公式．通过开发的测量系统对萘在空气中的扩散系数进行测量，发现与文献中测量值相近，进一步验证了实验方法的准确性．通过在单工况气体氛围和混合工况气体氛围中的实验，修正了FULLER公式中的系数值，拟合得出在393～433 K范围内SeO₂气相扩散系数的公式．结果表明：在单工况气体氛围中，实验值和模型计算值的误差均在10%以内，且拟合后曲线的R²>0.97；在混合工况下，拟合后曲线的R²>0.95，验证了修正后模型的准确性．

针对中/低热值合成气，基于环形射流微混组合喷嘴，在不同的绝热火焰温度和喷嘴出口空气流速下，开展了热态试验研究．结果表明：燃用中热值合成气时，射流火焰相互独立，随着绝热火焰温度增加，火焰结构由V型转变为M型，火焰释热率逐渐增加．燃用低热值合成气时，射流火焰之间出现明显的叠加合并现象．CO生成量会随着绝热火焰温度及流速的增加而增大，但在试验工况下，均不高于■.NO排放随绝热火焰温度增加快速增多，但均不高于■，流速增加有利于降低NO排放，同时低热值合成气相较于中热值合成气有更低的NO排放能力．

阴燃是一种低温、缓慢、无焰的燃烧现象.阴燃既能引起地球上规模最大、持续时间最长的森林火灾，也有望成为一种清洁、安全且低成本的固废处理新技术.然而，当前学界对维持阴燃的临界供氧极限仍缺乏深入理解.该文章综述了文献中探索阴燃临界供氧极限的实验和数值模拟方法，并从临界供氧浓度和临界供氧速率的角度，探讨了不同燃料和供氧模式下的临界供氧特性及其影响因素，以期为未来系统性研究及认识近极限条件下阴燃的临界供氧特性提供参考.

本文设计并实验研究了一种非预掺混氢/天然气烟气内循环低氮燃烧器，以实现高比例氢气的灵活掺混、低NO_x排放和燃烧稳定性．通过改变掺氢比例，研究发现NO_x排放量在50%掺氢时热值比达到最低值71.3 mg/m³（@3.5%O₂），与未加入烟气内循环的参考燃烧器相比，显著降低了NO_x排放水平．数值模拟分析揭示了燃烧器出口附近存在着内外两个回流区，即以钝体为中心的内回流区，以及炉膛外壁面作用下形成的外回流区，这两个区域为燃烧器提供稳定的火焰锚定点，确保了在0至100%掺氢比范围的稳定燃烧．掺氢比不会影响内、外回流区位置和大小，只会影响回流气体速度大小．NO_x排放在50%掺氢比时最低的关键是火焰结构发生了转变，使高浓度OH、O活性自由基大幅减少，进而降低了热力型NO_x排放．

基于微波辅助点火的定容弹台架，对当量比为0.7下的甲烷-空气混合物进行了微波增强的点火试验．采用了功率诊断检测能量吸收，并以等离子体在各个方向的冲击量化评估点火核心增强效果．研究表明，随着微波功率的提高，先后出现了两种表观特性截然不同的等离子体，即辉光和炽光等离子体，并分别对应不同的微波增强模式．随后研究了气体参数(气体压力、气体组分)对两种增强模式以及转换过程的影响，研究表明，较高的压力(0.4 MPa)能促进炽光等离子体的出现，并能使增强效果的负压效应失效．此外，甲烷能抑制炽光增强的发生，这可能是因为其生成产物水和二氧化碳能削弱等离子体对微波能量的吸收．并且与氮气相比，氧气更能使炽光增强的功率转变临界值提前．炽光增强模式下的能量吸收与入射功率间存在明显的线性关系，此时等离子体内电子数密度相对稳定．

船舶舱室通风依赖通风系统，但通风管道极有可能成为火灾中烟气蔓延的隐蔽路径，从而造成火灾烟气的大面积扩散．本文针对船舶双舱室火灾中烟气跨舱室蔓延问题，考虑通风管道和走廊两种烟气蔓延路径，结合1/2尺度实验和数值模拟，通过分析火源舱室和毗邻舱室内温度和烟气流动的基本特征，重点探究了通风管道在烟气跨舱室蔓延过程中的作用．结果表明，在热浮力作用下，烟气将经通风管道更早进入毗邻舱室，流入的高温烟气主导毗邻舱室环境的同时限制走廊内烟气的流入．同时，通风管道内的烟气质量流率随两舱室间压力差增加而显著增加，且呈负指数关系．经计算，经通风管道蔓延的烟气质量流率约占实验平台流出烟气总流率的30%.

以单级轴向旋流丙烷扩散火焰模型燃烧室为研究对象，对不同旋流数、不同进气雷诺数的扩散火焰不稳定燃烧的振荡边界变化规律进行了研究．并对试验结果采用快速FFT、峭度分析及POD分解等方法进行分析，重点分析了旋流数对扩散火焰振荡边界临界当量比的变化趋势影响．试验结果表明：系统从稳定燃烧状态过渡为振荡燃烧状态的临界当量比随着旋流数的增加而逐渐增加，同时也随着空气进气雷诺数的增加而增加，即旋流数越大或雷诺数越大，稳定燃烧区域越窄，越容易产生燃烧不稳定．此外也发现振荡边界的压力脉动主频会随着旋流数的增加而增加，同样也会随着雷诺数的增加而增加．

本文提出一种基于卷积神经网络架构的燃烧流场重构模型，旨在从低分辨率温度场中重构得到具有复杂流场特征的火箭冲压组合发动机二维温度场．通过大涡模拟方法获得了4种不同构型燃烧室的湍流燃烧流场数据集，使用其中3组构型作为训练集，并对另一个构型燃烧室温度场的重构结果进行分析，以对重构神经网络模型进行验证．研究结果表明，该温度场重构模型可以有效从低分辨率温度场中重构得到二维高分辨率温度分布，在中心火箭后缘主要燃烧区域的温度场重构平均误差小于5%，重构精度高于双三次插值算法．本研究数据集和模型可为后续实现组合发动机燃烧状态的智能感知和调控提供支撑．

为提高柴油机升功率，高功率密度(HPD)柴油机采用双喷油器．但在高温环境(1 200 K)下，过多的燃油量不仅增加了燃烧当量比，而且缩短了滞燃期，使燃油未充分雾化就开始着火，从而导致燃烧恶化现象．组织喷雾碰撞能一定程度上促进油气混合、缓解燃烧恶化，目前碰撞喷雾相关研究中喷雾的碰撞角度较小，且主要针对喷雾雾化．为进一步提高超高功率密度柴油机的燃烧效率，本文基于可视化定容燃烧弹(CVCC)探究了双喷油器大角度碰撞喷雾(90°、120°、150°、180°)的雾化和碳烟生成特性，并利用Star-ccm+软件对喷雾碰撞进行了模拟．研究发现，任意角度喷雾碰撞的动能损失均可以通过180°对撞喷雾的动能损失预测，并基于此提出喷雾碰撞的动能损失模型．实验表明，随碰撞角度增加，碰撞后喷雾区域湍动能增强，雾化改善，燃烧品质提升，碳烟峰值减小，碳烟氧化速度加快．

针对燃气轮机模型燃烧室，实验研究了工况参数变化对热声振荡的影响．实验测量了模型燃烧室内热声耦合过程中的动态压力和CH*表征的释热率，采用高速相机捕获了火焰结构．结果表明，燃烧室动态压力和释热率相位差小于90°，燃烧室内发生了热声振荡；火焰的周期性卷曲会引起释热率的脉动，进而激发热声振荡．当热声振荡发生时，火焰结构和释热强度存在周期性波动，而稳定燃烧时基本保持不变．随着当量比的增大，热声振荡的主频和声压级增大；随着总流量的增大，火焰抬升高度和火焰宽度相应增加，释热区域向燃烧室下游延展．

针对多孔陶瓷板甲烷-空气预混火焰，搭建了两端开口的Rijke管实验台，研究了当量比对多模态转换的影响，分析了不同自激振荡模态下火焰的不稳定特征．实验结果表明，当量比的变化会引起自激振荡模态转换．当燃烧功率固定为0.96 kW，增加空气流量，当量比从1.17降低到0.71时，管内压力振荡主频由163 Hz迁移至355 Hz．利用格林函数法计算Rijke管的声学特征频率，表明实验测试的两组自激振荡频率分别为Rijke管的一阶和二阶声学特征频率．不同当量比下火焰平均热释放率图像表明，高当量比火焰更易与系统低阶振荡频率耦合，这是因为此时火焰长度较高，且预混气体流速较慢，对应对流延迟时间较长．使用相平均和本征正交分解方法得到了不同振荡频率下的振荡模态，低频振荡以轴向振荡为主，高频振荡以频闪振荡为主．

采用基于反应力场的分子动力学模拟方法研究了纤维素热解的动态演变规律，着重考察了自由基演变历程和热解产物分布．构建原子数为1 152的纤维素大分子模型，对其进行500～2 800 K的热解模拟，得到产物分布和中间自由基的演变历程．结果表明，低温下纤维素热解以一次反应为主，主要热解产物为焦炭和生物油；高温下发生了二次反应，一次反应生成的生物油经历二次反应裂解为小分子气体或缩聚为焦炭．900 K是一次反应向二次反应的转折温度，且发生二次反应比一次反应所需时间更长．低温下纤维素热解生成的生物油中含氧量较高，高温下生物油中的含氧官能团会进一步裂解生成更小的气体分子片段，部分H在高温下迁移为气相．统计并探究了CO、CO₂、H₂O和C₂H₄O₂4种主要热解产物的演变规律，反应轨迹研究表明，除CO与CO₂之间的相互转化，CO主要通过羰基（CHO）断裂生成，CO₂的释放主要是羧基（CHO₂）的断裂和重整所致．