本書以燃燒學、化學反應動力學及流體力學為基礎，從實驗方法、理論模型和數值模擬上對受限空間內甲烷空氣預混火焰傳播動力學進行系統論述，內容主要包括受限空間內甲烷空氣預混火焰總表面積、管道內壓力和壓力上升速率之間的理論關系式，甲烷空氣預混火焰的精細結構和傳播特性，亞格子渦黏模型和亞格子湍流燃燒模型對非穩態甲烷空氣預混火焰傳播預測性能，甲烷預混火焰與湍流的相互作用機制，層流火焰向湍流轉捩的機理及其結構的變化規律等。

前言第1章 緒論 11.1 安全背景 11.2 能源利用背景 31.3 研究意義 4第2章 可燃預混氣體燃燒研究進展 62.1 預混火焰 62.1.1 層流預混火焰傳播理論 62.1.2 火焰不穩定性 102.1.3 湍流預混燃燒 122.1.4 火焰自湍化理論 172.2 受限空間內預混火焰發展機制 172.2.1 障礙物對火焰傳播的加速機理 182.2.2 爆燃向爆轟轉捩 192.2.3 受限空間內可燃氣體抑爆技術 202.3 基於亞格子湍流燃燒模型的爆燃模擬 202.4 受限空間內可燃氣體燃燒的研究評述 21第3章 燃燒實驗診斷技術 223.1 溫度測量 223.1.1 接觸式測溫法 233.1.2 非接觸式測溫法 253.2 火焰自發光圖像攝影法 273.3 流場結構測定 283.3.1粒子圖像測速技術 283.3.2衍射成像法 333.4 燃燒反應進程測量 353.4.1 離子探針測量技術 363.4.2 平面激光誘導熒光技術 36第4章 實驗系統和實驗方法 384.1 實驗系統 384.1.1 燃燒管道 384.1.2 配氣與洗氣系統 404.1.3 點火系統 414.1.4 高速攝影儀 414.1.5 壓力測量系統 424.1.6 離子電壓測試系統 424.1.7 數據采集儀 434.1.8 同步控制器 444.2 實驗程序與初始條件 444.2.1 實驗方法 444.2.2 實驗程序 444.2.3 實驗初始條件 45第5章 可燃預混氣體火焰傳播的大渦模擬 465.1 物理模型 475.2 湍流模型 475.2.1 RAN8 485.2.2 LE8 485.3 亞格子燃燒模型 515.4 數值方法、初始條件和邊界條件 53第6章 空管道內甲烷-空氣預混火焰傳播動力學 546.1 甲烷-空氣預混火焰傳播的實驗研究 546.2 甲烷-空氣預混火焰傳播的數值模擬研究 556.2.1 火焰形態變化特征 556.2.2 火焰速度變化特性和升壓特性 566.2.3 火焰鋒面和流場的相互作用 576.2.4 燃燒反應強度和火焰面厚度 586.3 長徑比對甲烷-空氣預混火焰傳播特性的影響 59第7章 置障管道內甲烷-空氣預混火焰傳播動力學 637.1 置障管道內甲烷-空氣預混火焰的實驗研究 637.1.1 火焰形態變化特征 647.1.2 火焰前鋒動力學特性 667.1.3 升壓特性 677.2 亞格子燃燒模型的預測性能分析 687.2.1 火焰形態變化 687.2.2 火焰前鋒傳播速度變化和升壓特性 687.3 阻塞率對甲烷-空氣預混火焰傳播特性的影響 707.3.1 火焰形態變化特性 707.3.2 火焰前鋒傳播速度變化特性和升壓特性 707.3.3 流場結構 727.3.4 障礙物對火焰傳播的影響機制 747.3.5 溫度場 757.3.6 渦量特征 767.3.7 湍流和火焰的相互作用機制 77第8章 孔口障礙物管道內甲烷-空氣預混火焰傳播動力學過程 808.1 火焰表面積理論推導 808.2 孔口形障礙物管道內甲烷-空氣預混火焰傳播特性的實驗研究 848.3 模擬有效性驗證 888.3.1 網格獨立性分析 888.3.2 Pope准則驗證 898.4 模型對比分析 908.4.1 渦黏模型對比 908.4.2 湍流火焰速度 918.4.3 靜態和動態power-law 918.5 模擬初始條件和邊界條件 938.6 數值模擬結果 948.6.1 不同模型模擬結果對比 948.6.2 不同power-law模型計算結果對比 998.7 球形和指形階段甲烷-空氣預混火焰傳播動力學過程 1028.7.1 火焰結構變化 1038.7.2 火焰鋒面位置和速度 1048.8 孔口形障礙物對甲烷-空氣預混火焰傳播的影響 1068.8.1 火焰面湍流火焰速度 1068.8.2 管道內溫度 1078.8.3 管道內流場 1108.8.4 管道內渦量 1128.8.5 管道內壓力分布 1148.9 火焰燃燒機制 116第9章 障礙物孔形、孔間距對甲烷-空氣預混火焰傳播影響 1189.1 障礙物開孔形狀對火焰傳播過程的影響 1189.1.1 火焰形態 1189.1.2 火焰傳播速度 1199.1.3 壓力動態變化 1209.2 障礙物孔間距對火焰傳播的影響 1219.2.1 火焰形態變化特性 1229.2.2 火焰前鋒傳播速度變化規律 1239.2.3 管道內壓力動態變化規律 125第10章 障礙物孔數對甲烷-空氣預混火焰傳播影響 12610.1 雙孔障礙物對管道內甲烷-空氣預混火焰傳播影響 12610.1.1 火焰形態變化過程的自發光圈像 12610.1.2 火焰形態變化過程的數值模擬 12810.1.3 火焰前鋒傳播速度變化特性 13010.1.4 管道內超壓特性 13110.1.5 管道內流場分布的數值模擬 13310.1.6 管道內速度分布的數值模擬 13410.2 障礙物孔數對火焰傳播特性的影響 13410.2.1 火焰形態發展變化特性 13510.2.2 火焰前鋒位置與火焰速度 13510.2.3 管道內壓力動態變化特性 13710.2.4 火焰傳播和湍流的相互作用 138參考文獻 139