节约能源和保护环境是我国经济可持续发展战略的重要组成部分，随着生活水平的提高，人们对环境质量的要求日益提高。玻璃工业作为传统能源消耗型行业，在节能需求前提下，为了使燃料充分燃烧，很多玻璃熔窑使用了较多的助燃空气，空气中的氮气在高温下与氧气反应会产生大量的NO_x进入玻璃熔窑烟气中，大量的NO_x气体排入大气中极易形成酸雨，造成环境污染。玻璃熔窑梯度增氧燃烧减排NO_x技术因其能够提高玻璃产量和质量、降低生产成本、减少能耗与污染物排放，成为玻璃生产节能减排的有效手段，在国内外得到了较广泛的研究与关注。

玻璃熔窑梯度增氧燃烧减排NO_x技术是在燃料喷枪的下方通入氧气，并相应减少助燃空气用量，其特点是上部的富燃料火焰层在欠氧的情况下燃烧一段行程后，与下部补充的氧气发生完全燃烧反应，形成了分阶段增氧的梯度燃烧，降低了火焰上部温度，提高了贴近玻璃液面的火焰温度，有效提高了火焰的传热效率。达到节约能耗，降低NO_x等污染物的排放，提高玻璃质量，延长熔窑寿命的目的。

但采取梯度增氧燃烧技术时增氧枪的安装位置、角度、增氧枪分配的氧气量等因素都直接影响梯度增氧燃烧技术的节能减排效果。且玻璃熔窑火焰空间气体组分有所改变，同时火焰特性也发生了变化，这些变化必然会给玻璃熔窑火焰空间的燃烧状况带来影响。如果用现场实测法做实验，虽反映情况真实，但是测试困难，且耗资巨大，工艺参数不易改动，难以广泛推广应用。而相比之下，数值模拟方法就不具有以上缺点，可以用来很好的预测玻璃熔窑火焰空间的燃烧情况。因此有必要对玻璃熔窑进行数值模拟研究，对玻璃熔窑梯度增氧燃烧火焰空间内的温度场、速度场、玻璃液表面热通量及熔窑内的NO_x和SO_x含量及分布进行三维仿真模拟。

国外对玻璃熔窑火焰空间的数值模拟研究开展的比较早，在1972年，日本旭硝子玻璃公司对玻璃液的对流进行了数值研究，真濑洋等建立了第一个比较接近实际生产的浮法玻璃熔窑纵截面的二维模型，采用了和实测相结合的手段，进而对玻璃液流运动、配合料、燃烧空间传热等三个子模型进行耦合求解。

1980年，真濑洋[1]对1973年所建的模型进行了修改，改进后的模型仍为二维模型，由稳态二维连续性方程、动量方程、能量方程组成，使用SIMPLE法，采用交错网格，提高了求解精度和收敛速度。其模型的计算结果在众多的二维模型中是与实际测定比较接近的一种。

由于计算机软硬件的飞速发展，利用计算机模拟玻璃熔窑的软件在国外已开始商品化。目前，国外对于玻璃熔窑的数学模拟已相当深入。它们对熔窑数值模拟所用的计算方法主要还是有限差分法，其中SIMPLE及其改进算法SIMPLEC得到了广泛的应用。自从八十年代开始，国内陆续开始了对玻璃熔窑的数学模拟，近些年玻璃熔窑的三维数值模拟技术也逐渐成熟。

2008年，Abbassi A[2]等应用Gambit2和Fluent6对玻璃熔窑的火焰空间进行了三维数值模拟。模拟计算结果表明热点温度与实际测量温度在窑炉表面不同特定位置，且其最大误差小于7.6％，这项研究对降低燃料消耗提供了一个基本的分析参数。

同年，王昌贤、刘洪源[3]等利用数值模拟方法，选用标准湍流模型、涡流耗散化学反应模型、p1辐射传热模型研究了玻璃熔窑在全氧燃烧条件下助燃气体氧含量对喷枪火焰空间气流场和温度场的影响规律。

2009年，韩达、谢峻林[4]等进行了富氧燃烧燃油浮法玻璃熔窑火焰空间的数值模拟，该三维数学模型能够比较全面地反映富氧燃烧时火焰空间气流场、温度场分布的规律。

同年，金明芳[5]运用CFD软件Fluent对玻璃熔窑火焰空间进行了数值模拟，在全氧燃烧条件下，分别从碹顶高度、烟道位置、燃烧器安装高度和排布方式等角度进行模拟研究和优化分析，这为全氧燃烧玻璃熔窑火焰空间的设计和优化提供了一定的理论指导。