处理发动机湍流焚烧共性根底科学问题

  环境下完成可控焚烧，已成为先进发动机研发的核心技能难题，这方面的打破将推进咱们国家发动机技能迈向更高水平。但是，因为对极点压力、温度和流速等杂乱工况下湍流焚烧基本规则的认知尚不充沛，阻止了发动机功能的进一步提高。

  在国家自然科学基金严重研讨方案“面向发动机的湍流焚烧根底研讨”的支持下，我国科研工作者面向发动机湍流焚烧共性根底科学问题，在焚烧反响微观机制、湍流-焚烧效果规则和极点条件稳燃机理方面获得一系列理论立异。

  在宽规模焚烧反响动力学方面，准确的速率系数是构建杂乱反响系统焚烧动力学模型的根底。科研团队针对大分子燃料反响速率系数核算精度和耗时匹配难题，提出了分层理论（ONIOM）和能量分块办法，树立了我国自主开发的全量子力学反响力场核算渠道。

  研讨发现，焚烧生动中间体主导链分支进程并影响焚烧功能。针对瞬态中间体定量丈量难题，科研团队展开了高灵敏度光电离质谱丈量办法结合超声分子束取样技能，成功探测到火焰中超生动中间体，如自由基、过氧化物等。这项研讨破解了短寿数焚烧中间体丈量难题，为低温氧化理论供给了直接的试验依据。

  针对我国航油根底焚烧数据库的不完善问题，相关科研团队集成国内根底焚烧渠道优势构建了“宽规模航油焚烧功能宏/微观根底表征参数”数据库，形成了适用于国产航空火油的宽规模化学反响动力学机理与数据库。

  该数据库的树立使相关研讨所需的数据从单个离散的数据点展开到1343个数据集，大于30000个数据点，为我国航油模型燃料动力学模型开发供给了验证数据。

  一起，科研团队树立了焚烧反响网络的全途径猜测模型，完成了发动机改性燃料焚烧反响网络的分子层级调控。

  在受限空间内杂乱湍流和焚烧的相互效果方面，针对涡与火焰结构定量表征，科研团队开发了涡面场办法定量表征预混焚烧中涡与火焰的相互效果，初次完成在焚烧场中定量表征接连演化的涡面结构，为发动机湍流焚烧形式的定量辨认奠定了理论和办法根底。

  环绕湍流与火焰相互效果机制，科研团队树立了宽压力规模、可控强湍流下，各向同性湍流火焰传播速度一致标度律，提醒了火焰多级加快、火焰胞状结构成长/割裂对火焰传播速度的增强机制。该研讨在湍流火焰传播速度方面获得了重要的理论展开，为湍流焚烧建模供给了牢靠的数据资源。

  研讨还展开了化学反响和湍流协同操控的组分小标准混合模型，根据空间分区自适应的雾化、蒸腾、湍流混合和焚烧模型，明显改进了发动机湍流焚烧仿真的猜测精度。

  在极点条件下焚烧及焚烧安稳性方面，科研团队展开了多种先进检测技能，完成了极点条件下相关焚烧室高重频同步非触摸式丈量，为发动机高压焚烧进程的高重频可视化奠定了根底。

  针对超淡薄当量比下的焚烧和熄火难题，科研团队展开了数值模仿和试验丈量研讨，提醒了火焰可燃极限的影响机制，形成了多种类型的等离子体助燃办法，拓宽了先进航空发动机的安稳焚烧鸿沟。

  此外，科研团队还改进了碳氢复合燃料，降低了火油的自着火温度和着火推迟，完成了牢靠的火焰驻定和安稳焚烧。