1. 研究目的与意义（文献综述）

自古以来，人类社会的能源利用形式就伴随着人类社会自身的发展而变化，但总的来说，碳氢燃料所占世界总能原的消耗率始终占据龙头地位，人们对于能源危机和排放问题所引发出的紧迫感以及对更高效的燃烧方式的追求也逼迫我们对燃烧进行更为深入的研究^[1]。

燃烧中激烈进行发光、放热反应的界面或空间称为火焰，对冲扩散火焰为其中一种形式，其结构简单，易于表征。可燃物和氧化物以相反的来流方向在滞止区形成准二维火焰。尽管大多数实际的燃烧系统都涉及湍流燃烧，但层流条件下的火焰数值模拟已受到广泛关注。实际上，层流条件是研究导致形成污染物种的机制的理想框架，而不会引入与湍流和动力学之间的复杂相互作用的建模相关的额外困难。

国内外学者已经对层流对冲火焰以及火焰建模进行了一定的实验和数值模拟研究

2. 研究的基本内容与方案

在实际应用中，对一个具体问题的研究，大体上可以分为三个方式：理论分析，实验研究和数值模拟。理论分析是建立在一系列假设的基础之上，应用具体的理论知识来进行公式的推导，建立理论模型，可是这些理论模型是否都符合客观实际呢？还需要进一步的验证才行。在推导公式时，也会出现高阶偏微分方程，极大增加了求解的难度。实验研究方面可以在一定程度上重现真实的过程，可以通过现代科技的仪器测量，计算出得到一些具有探索性的规律，但是实验研究费财费力，其中不乏出现一些难以模拟其实验的情况。随着现代计算机水平的不断提高，数值模拟研究受到更多人的青睐，数值模拟可以在理论分析后建立模型，进行方程的高效求解，结合实验结果加以验证，确定模型的准确性并将之应用到更大尺寸的工况研究中，节省了人力物力财力，并可以预测实验无法实现的场景。

不同于其他的fluent、cfx、comsol和adina等商用cfd软件，本次选用的openfoam是目前发布的开源软件中最为强大的计算软件。openfoam是一套采用了100多个开源c 库来开发求解程序的框架，用面向对象的方式解决计算流体力学问题。，用于可以自由下载，也可以自由传播其源代码。除程序源代码对外公开之外，软件的使用性能上也带来简单易用与稳定的优势，使用户可以根据实际具体需求来自定义求解器和离散方法，采用openfoam不仅能够节约成本，还由于其开源的特性，便于定制修改程序以优化数值模拟性能。这些都是openfoam的便利的地方，也是其备受青睐的原因。全球范围内，openfoam拥有庞大的科研与用户基数，尤其在工程项目和科研课题方面得到了广泛应用。

本次研究数值模型以openfoam计算流体力学软件为基础，建立合适的燃烧模型，编写及修改程序框架内的仿真程序代码，并在改变不同的数值模型的条件下执行仿真程序，并分析模拟结果。其主要目的是为了研究不同数值模型的仿真性能，以利于更好的开展数值模拟工作，从而更进一步探究对冲火焰燃烧的机理，推动燃料动力学的发展。采用virtualbox作为虚拟机，ubuntu 16.04.4 lts桌面版本的系统。

3. 研究计划与安排

第1—3 周：英文翻译，完成开题报告和文献综述。

第4—5周：学习linux系统下操作，熟悉openfoam程序框架，建立二维对冲火焰燃烧模型。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 俞吉 甲烷/空气高压对冲火焰的数值模拟及非预混湍流燃烧的初步研究 浙江大学 2014

[2] c.j. sung,j.b. liu,c.k. law.structural response of counterflow diffusion flames to strain rate variations[j]. combustion and flame . 1995 ，102：481-492

[3] x.j.wang,h.f.huo,and v.yang.supercritical combustion of general fluids in laminar counterflows.aiaa2013-1165,2013