周力行

我國燃燒學研究的一些歷史性回顧

周力行

(清華大學航天航空學院工程力學系，北京 100084)

我國早在遠古時代就發(fā)現(xiàn)了燃燒現(xiàn)象，就是取火和用火．從20世紀50年代開始，由于能源、動力、航空航天、化工冶金等工程的迅速發(fā)展，我國開始了燃燒理論的研究．我國學者研究了著火理論，層流火焰?zhèn)鞑?、液滴燃燒和液霧燃燒．20世紀70到80年代之間，我國開始了燃燒數(shù)值模擬的研究，包括湍流流動模擬、湍流燃燒模擬、兩相湍流模擬和兩相燃燒模擬．到目前為止，涵蓋了雷諾平均模擬、大渦模擬和直接數(shù)值模擬．本文選取我國燃燒理論和數(shù)值模擬中一些有代表性的研究進行了歷史性的回顧，目的是使年青學者對此有更好的了解.

燃燒理論；燃燒數(shù)值模擬；中國的研究；歷史性回顧

燃燒在生活和生產(chǎn)中的獲取和應(yīng)用，古代中國已經(jīng)遙遙領(lǐng)先于歐洲．早在中國遠古時代，就發(fā)現(xiàn)了取火和用火．《史記》[1]中已經(jīng)提到燧人氏鉆木取火.《莊子》中有《木與木相摩則燃》的記載[2]．早在新石器時代的仰韶文化期，中國已用窯爐燒制陶器[3].戰(zhàn)國時期的齊國田單，曾經(jīng)用火牛陣破燕[3]，最早把燃燒用于軍事技術(shù)．據(jù)晉代張華《博物志》記載[3]，當時四川居民已經(jīng)用燒天然氣的方法煮鹽．眾所周知，火箭技術(shù)是中國最早發(fā)明和使用的．宋代已出現(xiàn)了噴氣發(fā)動機的雛型——用燃燒產(chǎn)物推動的走馬燈．中國燃燒技術(shù)的發(fā)展起始于大約120年前蒸汽機車的出現(xiàn)和使用．其后就是內(nèi)燃機在汽車和火車中的應(yīng)用．如同在世界范圍一樣，第二次世界大戰(zhàn)中航空工業(yè)促進了燃燒技術(shù)的快速發(fā)展．從20世紀到現(xiàn)在，中國的能源、動力、航空航天和化工冶金等工程中，燃燒技術(shù)有了突破性的發(fā)展．因此從20世紀50年代到60年代開始，中國學者研究了著火理論、層流火焰?zhèn)鞑?、液滴燃燒和液霧燃燒．其后，從20世紀70到80年代開始到現(xiàn)在，中國學者研究了燃燒的數(shù)值模擬，包括湍流流動的模擬、湍流燃燒模擬、兩相湍流模擬和兩相燃燒模擬．迄今為止涵蓋了雷諾平均模擬(Reynolds-averaged-Navier-Stokes modeling，RANS)、大渦模擬(large-eddy simulation，LES)和直接數(shù)值模擬(direct numerical simulation，DNS)．由于篇幅所限，本文選擇我國燃燒理論和數(shù)值模擬的一些有代表性的研究進行了歷史性的回顧，目的是使年青學者對此有更好的了解．

1 燃燒理論

1.1 氣體著火理論

預(yù)混氣體著火規(guī)律是燃燒的基本現(xiàn)象之一，對指導工程應(yīng)用有重要意義．經(jīng)典的Semenov非穩(wěn)態(tài)理論模型和Frank-Kamenetsky穩(wěn)態(tài)理論模型都限于對密閉容器中靜止可燃混合物著火的分析[4]．對流動系統(tǒng)中可燃混合物的著火，經(jīng)典理論中缺乏報道．為此周力行提出了流動系統(tǒng)預(yù)混氣體著火的非穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)態(tài)模型[4]．所得到的著火關(guān)系式為

式中：為層流平板邊界層解析解中的Blasius 函數(shù)．此式也可以表達為

將此式和熱板點燃的Khitrin-Goldenberg 模型的簡化解[5]對照，不難看到，二者具有相類似的函數(shù)關(guān)系，但是在定量上有一定差別．

1.2 層流預(yù)混火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)律

層流預(yù)混火焰?zhèn)鞑ニ俣群突瘜W反應(yīng)動力學密切相關(guān)．經(jīng)典理論，如Frank-Kamenetsky的分區(qū)近似解和Von Karman的積分近似解[4]是針對均勻速度流動中沒有拉伸的火焰，和實驗結(jié)果只在定性上符合．實際的流動速度是不均勻的．Wu等[6]首次研究了流動曲率拉伸的層流火焰，用激光多普勒測速儀測量了正向拉伸的駐點火焰和逆向拉伸的本生燈火焰的氣體速度，探討了火焰拉伸對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懀畧D1和圖2給出了火焰拉伸率(流動方向速度梯度的負值，＝-d/d)對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊淖饔茫@然，火焰的拉伸增大了火焰?zhèn)鞑ニ俣龋瓹hen等[7]用高速紋影照相(high-speed schrieren photography)測量了常用的柱形燃燒器中二甲醚-氫-空氣混合物有拉伸的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，研究結(jié)果見圖3．顯然，加入氫提高了火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?/p>

圖1 氫-空氣火焰?zhèn)鞑ニ俣?/p>

圖2 烴-空氣火焰?zhèn)鞑ニ俣?/p>

1.3 液滴蒸發(fā)和燃燒理論

20世紀中期以來，對液滴蒸發(fā)和燃燒進行了多年的實驗和理論研究[4,8-11]．分別在懸滴和落滴以及飛滴裝置內(nèi)進行了不同燃料燃燒的實驗研究．檢驗了不同氣體相對速度、氣體溫度和壓力下的蒸發(fā)常數(shù)＝d(p2)/(d)的2定律．大部分解析研究是基于一維球形《駐膜》(spherical stagnant film)理論．但是實驗中發(fā)現(xiàn)，強迫對流下液滴燃燒的火焰不是球形的，而是橢圓形的．球形《駐膜》理論中給出的氣體溫度對蒸發(fā)率的影響正比于ln(1＋)，其中＝c(g-b)/e，c是比定壓熱容，g是氣體溫度，b是液滴表面溫度，接近于沸點．然而實驗中發(fā)現(xiàn)，正比于B．球形《駐膜》理論中給出的氣體相對速度對液滴蒸發(fā)率的影響是正比于p，其中p是液滴雷諾數(shù)．然而實驗中觀察到，液滴燃燒情況下，當氣體相對速度增大時，一開始蒸發(fā)率增大，然后下降，最后突然減小到某個低得多的值．為了對強迫對流下液滴蒸發(fā)和燃燒有更深入的理解，周力行用類似于邊界層理論中Karman-Pohlhausen積分近似解 法，建立了液滴蒸發(fā)和燃燒的軸對稱二維理論模 型[12-13].理論所得到局部蒸發(fā)率和火焰半徑和實驗結(jié)果進行了對比．同時也對不同的氣體溫度、氣體相對速度和壓力下懸掛液滴的蒸發(fā)和燃燒進行了實驗研究[8,12]．液滴蒸發(fā)的傳熱和傳質(zhì)率的定義是

圖3 二甲醚-氫-空氣火焰?zhèn)鞑ニ俣?/p>

其中是圓周角處的局部蒸發(fā)率．理論結(jié)果得出

圖4給出無燃燒時液滴蒸發(fā)的局部數(shù)隨圓周角變化．理論解與Fr?ssling[14]報道的＝48時的樟腦球揮發(fā)的實驗數(shù)據(jù)符合很好，比不考慮斯蒂芬流的Garner公式[15]的結(jié)果好得多．

圖4 液滴蒸發(fā)局部傳熱傳質(zhì)率

圖5給出了理論解得到的液滴燃燒的火焰半徑隨圓周角的變化和Agoston 等[16]實驗結(jié)果的對比．二者符合很好．火焰半徑在前駐點處最小，隨圓周角的增加而增大．氣體相對速度增大時，火焰將在前半球熄滅，成為半包火焰．圖6給出周力行的理論解得到的氣體溫度對液滴蒸發(fā)常數(shù)的影響和其他理論解以及實驗結(jié)果的對照(0.1MPa)．顯然，周力行的結(jié)果更接近實際．實驗中發(fā)現(xiàn)[8]，氣體相對速度對蒸發(fā)常數(shù)的影響表現(xiàn)為圖7所示的復(fù)雜曲線．其原因可以用圖8中液滴燃燒的３種模態(tài)來解釋．不久前Zhou等[17]對乙醇液滴燃燒進行了三維數(shù)值模擬．其結(jié)果同樣顯示了3種燃燒模態(tài)，并且和激光誘導熒光法(planner laser induced florence，PLIF)的觀測結(jié)果[18]定性一致，如圖9所示．

圖5 液滴燃燒的火焰半徑

莊逢辰等[19]在國內(nèi)最早研究了高溫高壓液滴燃燒理論．用一維球?qū)ΨQ理論模型研究了高溫高壓下UDMH單組元液滴不穩(wěn)定燃燒所得到的壓力對UDMH液滴燃燒蒸發(fā)常數(shù)的影響見圖10．可以看到，蒸發(fā)常數(shù)的變化范圍很大．高壓下的值比低壓下的值大一個數(shù)量級．

圖7 氣體相對速度對蒸發(fā)常數(shù)的影響

圖8 液滴燃燒的3種模態(tài)

圖9 液滴的3種燃燒模態(tài)

圖10 壓力對UDMH 液滴燃燒蒸發(fā)常數(shù)的影響

1.4 液霧燃燒理論

液霧燃燒廣泛存在于各種航空與航天發(fā)動機以及鍋爐和工業(yè)爐燃燒器中．在數(shù)值模擬出現(xiàn)以前，有各種簡化的一維理論模型，基于假設(shè)單模態(tài)的純粹液滴擴散燃燒或者已蒸發(fā)后的純氣體燃燒[20-22]．周力行[8]首次基于雙模態(tài)燃燒的概念，對液霧火焰?zhèn)鞑ミM行了一維模型的理論分析．火焰結(jié)構(gòu)示意于圖11．假設(shè)尺寸較小的液滴在高溫空氣流動中已經(jīng)蒸發(fā)，預(yù)蒸發(fā)分數(shù)為1，形成了預(yù)混氣體火焰，同時尺寸比較大的液滴被點燃后形成了包圍液滴的小擴散火焰，然后只有燃燒產(chǎn)物．

圖11 雙模態(tài)液霧火焰

理論分析得到的兩相湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣葹?/p>

式中：y1是燃燒區(qū)前方的預(yù)蒸發(fā)百分數(shù)；m是經(jīng)驗系數(shù)；lT1是湍流導熱系數(shù)；ws*是完全蒸發(fā)情況下假想的反應(yīng)率；tsf是著火的液滴的生存期；a是過量空氣系數(shù)；L0是空氣和燃料的當量比．圖12顯示出，理論預(yù)報值和文獻[23]給出的實驗結(jié)果符合很好．可以看到，小于100mm的液滴的燃燒是預(yù)混氣體火焰和液滴擴散火焰的混合，而大于100mm的液滴只有擴散燃燒．最小傳播速度發(fā)生于預(yù)蒸發(fā)百分數(shù)20%左右.

周力行[8]用實驗和簡化理論研究了用丙烷-空氣燃燒產(chǎn)物點燃煤油霧-空氣兩相流動的著火規(guī)律．所得到的著火關(guān)系式是

式中是經(jīng)驗系數(shù)．研究結(jié)果顯示，理論和實驗結(jié)果符合，都表明點燃溫度隨液滴尺寸的增大而下降，如圖13所示．此外，周力行等[24]還進行了液化氣火焰中電弧放電的研究．

圖13 點燃溫度隨液滴尺寸的變化

2 燃燒的數(shù)值模擬

2.1 早期的流動和數(shù)值模擬的研究

我國燃燒數(shù)值模擬先驅(qū)性研究是1978年王應(yīng)時在中國工程熱物理學會燃燒學學術(shù)會議報告的[25]，用混合長湍流模型和渦旋破碎(eddy break up，EBU)燃燒模型模擬邊界層中湍流燃燒．以后原文未發(fā)表于期刊中．王應(yīng)時等[26]用混合長湍流模型模擬了錐形擴散器中可壓縮湍流流動．預(yù)報的壓力恢復(fù)系數(shù)和進口速度與實驗結(jié)果符合，見圖14．

中國早期的湍流燃燒數(shù)值模擬研究還有趙堅行和曾求凡[27]用混合長湍流模型和渦旋破碎(EBU)燃燒模型模擬了鈍體后方的湍流預(yù)混火焰．模擬結(jié)果顯示了湍流強度較大時，火焰擴張角隨進口溫度的增加而增長(圖15)，湍流強度較小時，卻是隨進口溫度的增加而減小，與實驗結(jié)果一致．

范維澄對推動中國的燃燒數(shù)值模擬研究有重要貢獻，最早引進了英國Spalding的計算程序及其湍流模型和燃燒模型．一個算例是，采用了--模型和快速反應(yīng)以及城垛形脈動概率密度函數(shù)的Spalding的GM80計算程序[28]，模擬了柱形燃燒室內(nèi)丙烷-空氣湍流擴散燃燒．模擬結(jié)果見圖16.

液霧蒸發(fā)的數(shù)值模擬方面，周力行等[29]用-湍流模型和液滴確定軌道模型，模擬了離心噴嘴逆向噴入高溫氣流(圖17)．預(yù)報的41.2mm到103mm的液滴軌道和實驗結(jié)果接近(圖18)．預(yù)報的氣體速度分布和實驗結(jié)果符合很好(圖19)，顯示出噴嘴附近的濃液霧類似于鈍體，形成了氣體速度剖面的尾跡．預(yù)報的噴嘴后方＝355mm處的液霧質(zhì)量通量(圖20)和實驗結(jié)果大致符合，在近軸線處低估了質(zhì)量通量，原因是確定軌道模型沒有計及液滴的湍流擴散．

圖15 火焰擴張角隨進口溫度的變化

圖16 丙烷-空氣擴散火焰的溫度、速度和組分濃度

圖17 離心噴嘴逆向噴射

圖18 液滴軌道

圖19 蒸發(fā)的液滴-空氣流動中氣體速度

2.2 單相湍流模型的研究

單相湍流模型是研究湍流燃燒的基礎(chǔ)．中國的早期研究之一是陳義良等提出的雙尺度-模型[30].圖21顯示了雙尺度-模型優(yōu)于標準-模型．陳義良等對可壓縮超音速流動的-模型進行了修正[31]，考慮了結(jié)構(gòu)和膨脹可壓縮性以及可實現(xiàn)性．圖22是預(yù)報的超音速混合層的湍流動能，顯示了修正的-模型優(yōu)于標準-模型．

圖21 時間平均軸向速度

2.3 湍流燃燒模型的研究

湍流燃燒模型是燃燒數(shù)值模擬的核心問題．早期的研究是檢驗已有的燃燒模型．趙堅行等[32-33]在渦輪機燃燒室液霧燃燒的模擬中檢驗了Spalding的EBU-Arrhenius 模型[34]、Khalil 的早期二階矩模型(early-developed second-order moment，SOM-E)[35]和Peters 的小火焰模型[36]．由圖23可見，SOM-E 的模擬結(jié)果比其他模型的好，但是在出口界面處，不同模型的結(jié)果差別不大(見圖24)．

圖22 湍流動能

圖23 液霧燃燒的溫度分布

圖24 出口截面的溫度分布

概率密度函數(shù)(PDF)輸運方程模型是湍流燃燒主流模型之一，其反應(yīng)項是精確的，無需封閉模型．小尺度混合要求封閉模型．陳義良是中國的對此模型的先驅(qū)研究者，提出了非線性IEM(NLIEM)小尺度混合模型[37]，取代Pope的線性IEM模型[38]．圖25給出預(yù)報的氫-空氣射流擴散燃燒氮氧化物質(zhì)量分數(shù)，顯示NLIEM的效果較好．

條件矩模型(conditional-moment closure，CMC)是另一種湍流燃燒主流模型，其特點是主要組分的條件二階矩可以忽略不計，可以直接求解含無需封閉的反應(yīng)項的一階條件矩方程，使湍流和化學反應(yīng)解耦．鄒春等用混合物分數(shù)的概率密度函數(shù)輸運方程加入到CMC模型中[39]，取代Klimenko 和 Bilger 用設(shè)定概率密度函數(shù)的方法[40]，模擬了Sandia 研究室測量的甲烷-空氣射流擴散火焰．

圖25 NO質(zhì)量分數(shù)

圖26預(yù)報的溫度分布和實驗結(jié)果符合較好，但是從圖27看到，預(yù)報的NO質(zhì)量分數(shù)和實驗結(jié)果有出入，高估了實驗值．原因是NO的反應(yīng)比較慢，二階條件矩不能忽略．

由于通行的三大主流湍流燃燒模型中，小火焰模型和條件矩模型只對一定的火焰類型和火焰結(jié)構(gòu)的效果較好，而概率密度函數(shù)輸運方程模型雖然適用范圍沒有限制，但是所要求的計算量很大，尤其是大渦模擬中更是如此．周力行提出了非條件的二階矩湍流燃燒模型(second-order moment，SOM combustion model)[41-43]，區(qū)別于早期的二階矩模型的是，考慮所有的濃度-濃度關(guān)聯(lián)和濃度-溫度關(guān)聯(lián)，而且不用指數(shù)函數(shù)的級數(shù)展開近似．此模型用于甲烷-空氣旋流擴散燃燒的雷諾平均模擬[44]，所預(yù)報的溫度分布見圖28．顯然，SOM 模型的預(yù)報值和實驗值符合很好，而EBU-Arrhenius(E-A)模型的預(yù)報值則和實驗值相去甚遠，高估了溫度．尤其是在上游處．原因是E-A 模型低估了化學反應(yīng)動力學的作用．

王方和周力行等同時用代數(shù)二階矩(alegebraic SOM，ASOM)模型和標量概率密度函數(shù)(PDF)方程模型，對Sandia甲烷-空氣射流擴散火焰(Flame C)進行了模擬[45]，其中在后一個模型中用IEM混合模型和23中組分和102個基元反應(yīng)機理．圖29是預(yù)報的溫度分布．除去在＝7.5和＝15的截面處之外，兩個模型預(yù)報值都和實驗值基本符合．考慮到PDF方程模型采用了詳細反應(yīng)機理和Monte Carlo 算法求解拉氏方程免去數(shù)值擴散，而ASOM模型用了一步統(tǒng)觀反應(yīng)機理和有數(shù)值擴散的差分法，PDF方程模型的平均誤差約為10%，ASOM模型的平均誤差約為17%，ASOM模型計算量約為PDF方程模型計算量的1/300，可以認為，ASOM模型是合理而經(jīng)濟的模型，更適用于大型工程燃燒裝置的模擬．

圖26 甲烷-空氣射流擴散火焰溫度

Fig.26 Methane-air jet flame temperature

圖27 甲烷-空氣射流擴散火焰NO質(zhì)量分數(shù)

圖28 旋流擴散火焰溫度

圖29 Sandia Flame C的時間平均溫度

ASOM 模型也用作大渦模擬的亞網(wǎng)格燃燒模型，例如甲烷-空氣旋流擴散燃燒[46]、甲烷-空氣射流擴散燃燒[47]和乙醇液霧燃燒的大渦模擬[48]．預(yù)報結(jié)果和實驗結(jié)果的對照見圖30～32．可見LES-SOM的模擬結(jié)果優(yōu)于其他模型的結(jié)果．

圖30 甲烷-空氣旋流擴散燃燒的時間平均溫度分布

圖31 甲烷-空氣射流擴散燃燒時間平均溫度

圖32 乙醇液霧燃燒的氣體溫度(SOM模型)

陳義良等[49]用Pierce和Moin[50]提出的小火焰進展變量模型(flame-let progress variable，F(xiàn)PV model)進行了液霧燃燒的大渦模擬．圖33顯示，在兩個截面處預(yù)報的溫度和實驗結(jié)果符合，在＝30的截面處，預(yù)報值高估了溫度．

2.4 兩相湍流燃燒雙流體模型的研究

兩相燃燒(液霧燃燒和煤粉燃燒)的數(shù)值模擬對實際燃燒室的設(shè)計和運行有重要參考價值．大多數(shù)研究者采用歐拉-拉格朗日法(Eulerian-Lagrangian approach)[51]．Spalding[52]曾經(jīng)提出一種煤粉燃燒的歐拉-歐拉模擬或者雙流體模擬法，假設(shè)進入燃燒室前煤的揮發(fā)分已經(jīng)釋放完畢，焦炭燃燒服從類似于液滴燃燒的d定律．這就無法識別不同煤種的影響．Fiveland等[53]提出一種所謂雙流體模型，假設(shè)氣體速度和顆粒速度相等，這就不符合實際情況．周力行分別提出了煤粉燃燒的全雙流體模型(full two-fluid，F(xiàn)TF model)和雙流體-軌道模型(two-fluid-trajectory，TFT model)[54-59]．圖34～圖37是周力行等用FTF 模型模擬旋流煤粉燃燒的結(jié)果，與實驗值符合很好．

圖33 乙醇液霧燃燒的氣體溫度(FPV模型)

2.5 湍流燃燒數(shù)值模擬的專門問題

解茂昭等探討了內(nèi)燃機燃燒數(shù)值模擬問題[60]，系統(tǒng)地研究了多孔介質(zhì)燃燒的數(shù)值模擬[61]．圖38是預(yù)報的和測量的多孔介質(zhì)過濾燃燒器中溫度沿軸向變化，二者的符合很好．

圖34 煤粉燃燒氣體速度

圖35 煤粉燃燒顆粒速度

圖36 煤粉燃燒氣體溫度

圖37 煤粉燃燒NO體積分數(shù)

圖38 多孔介質(zhì)過濾燃燒器中溫度沿軸向變化

對復(fù)雜形狀燃燒室數(shù)值模擬的算法上，趙堅行在其著作《燃燒的數(shù)值模擬》[62]中闡述了多重網(wǎng)格法和區(qū)域分解法等．關(guān)于湍流兩相燃燒的兩相湍流模擬，周力行在其近著[63-64]中有系統(tǒng)的論述．

2.6 湍流燃燒直接數(shù)值模擬的研究

湍流燃燒直接數(shù)值模擬(direct numerical simula-tion，DNS)可以給出甚至實驗無法得到火焰結(jié)構(gòu)的細節(jié)，同時其數(shù)據(jù)庫可以用來檢驗雷諾平均模擬和大渦模擬的燃燒模型．中國在這個方面雖然起步較晚，但是近年來也取得了一定進展．羅坤等用DNS 研究了旋流氫-空氣預(yù)混火焰[65]．所得到的溫度云圖和釋熱率云圖見圖39，渦量和溫度等值面見圖40．可以看到，火焰鋒面受當?shù)赝牧鳒u旋的作用而皺褶了．高釋熱率輪廓呈碗形，意味著火焰鋒面穩(wěn)定于旋流火焰的回流區(qū)周圍．在流動的下游區(qū)流動的不穩(wěn)定性，例如Kalvin-Helmholtz不穩(wěn)定性出現(xiàn)和發(fā)展起來．

羅坤等用DNS 研究了均勻各向同性湍流的庚烷-空氣火焰[66]，所得到的混合物分數(shù)和溫度等值面見圖41，顯示出有許多火焰小島，沒有連續(xù)的火焰面.

羅坤等用DNS研究了旋流液霧火焰[67]．所得到的瞬態(tài)渦量和溫度等值面見圖42．探討了不同進口條件的影響，包括貧燃料和富燃料的同向和逆向旋轉(zhuǎn)等，發(fā)現(xiàn)液霧火焰中包含預(yù)混火焰和擴散火焰．

圖39 溫度和釋熱率云圖

圖40 渦量和溫度等值面

圖41 混合物分數(shù)和溫度等值面

圖42 旋流液霧火焰的渦量和溫度等值面

羅坤等用DNS 研究了煤粉射流燃燒[68]．所得到的釋熱率等值面和溫度等值面分別示于圖43和圖44中．結(jié)果表明，充分發(fā)展的火焰結(jié)構(gòu)很復(fù)雜．高釋熱率區(qū)域分散在火焰面上．從上游到下游反應(yīng)區(qū)有不同的結(jié)構(gòu)．

圖43 煤粉射流燃燒的釋熱率等值面

圖44 煤粉射流燃燒的溫度等值面

3 結(jié) 語

以上的回顧說明，幾十年來我國燃燒理論和數(shù)值模擬研究取得了長足的進展，得到了國際同行的公認．不過，燃燒理論的某些領(lǐng)域，例如復(fù)雜燃料反應(yīng)機理研究，尚顯不足．在燃燒數(shù)值模擬方面，一些前沿問題，例如用來檢驗點源顆粒的DNS，LES 和 RANS模擬的湍流兩相燃燒的全尺度直接數(shù)值模擬(fully-resolved or full-scale DNS)，有待展開研究．

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A Historical Review on Some Combustion Studies in China

Zhou Lixing

(Department of Engineering Mechanics，School of Aerospace Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China)

Combustion phenomena were already observed and made use by ancient Chinese people. In the 1950’s，owing to the fast development of energy，power，aeronautical，astronautical，chemical and metallurgi-cal engineering，combustion theory started to be studied in China. The Chinese scientists studied the theory of ignition，laminar flame propagation，droplet combustion and spray combustion. From the 1970’s to 1980’s，numerical modeling of combustion started to be studied in China，including turbulence modeling，turbulent com-bustion modeling，two-phase turbulence modeling and two-phase combustion modeling. Numerical modeling has so far included Reynolds-averaged-Navier-Stokesmodeling，large-eddy simulationand direct numerical simula-tionof combustion. This paper gives a historical review of some representative studies on combustion theory and modeling in China in order to help young researchers better understand the history of combustion studies.

combustion theory；combustion numerical modeling；studies in China；historical review

TK11

A

1006-8740(2023)03-0253-14

10.11715/rskxjs.R202305010

2022-03-10．

國家自然科學基金資助項目(51390493)．

周力行(1932— )，男，博士，教授．Email：m_bigm@tju.edu.cn

周力行，zhoulx@mail.tsinghua.edu.cn.

(責任編輯：梁 霞)