The influence of flame-pressure waves collisions on the development and evolution of tulip flames
本研究通过数值模拟探究火焰-压力波碰撞与管道长径比对郁金香火焰形成的影响，明确稀疏波是郁金香火焰形成的核心原因，压力波碰撞会加速火焰形成并可能引发畸变，且3D场景中火焰形成速度远快于2D场景。
2024-06-19 physics.flu-dyn
Non-adiabatic modulation of premixed-flame thermoacoustic frequencies in slender tubes
本文实验研究细管中甲烷-空气预混火焰的热声不稳定性，提出非绝热声学模型，通过引入管壁热损失准确预测火焰振荡频率，证实热损失对不稳定性的调制作用。
2024-02-08 physics.flu-dyn
Early Stages of Flame Propagation in Tubes with No-slip Walls and the Mechanism of Tulip Flame Formation
火焰在具有无滑动壁的管道中传播的早期阶段以及火焰前缘从指向未燃烧气体的凸形反转到具有指向已燃烧气体的尖点的凹形，称为郁金香火焰，通过求解完全可压缩反应性纳维-斯托克斯方程和一步Arrhenius化学模型，研究了封闭和半开管的高活性氢/空气和缓慢反应的甲烷/空气混合物。在氢气/空气中的郁金香火焰的发展得到一个一步的Arrhenius模型的模拟进行了比较，模拟使用一个详细的化学模型。结果表明，火焰前缘的反转和郁金香火焰的发生是由于稀疏波产生的减速火焰时，它的表面减少，由于熄灭的火焰裙的后部在侧壁。稀疏波降低了火焰前方的流速，形成了不均匀的速度分布，这有利于火焰前缘的反转。在两端封闭的管道中传播的火焰的情况下，从与点火端相对的管道端反射的压缩波也有助于火焰前缘的反转。在快速火焰和具有两个封闭端的相对短的管的情况下，稀疏波可以使未燃烧气体中的流速朝向传播火焰反转。郁金香火焰的形成机制是一种纯粹的气体动力学现象，与火焰不稳定性或涡流运动无关，这与最近的实验研究[1]中得出的结论一致。
2021-08-23 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Near-limit H$_2$-O$_2$-N$_2$ combustion in nonpremixed counterflow mixing layers
通过详细化学数值模拟，研究了高稀释度氢氧对向流混合层中的近极限燃烧模式，识别出四种火焰类型和六种燃烧区域，并揭示了火焰构型的迟滞现象及多种稳态结构对初始条件的依赖性。
2024-06-27 physics.flu-dyn
On the formation of a tulip flame in closed and semi-open tubes
本文通过高分辨率直接数值模拟研究封闭与半封闭管道中氢气/空气火焰形成郁金香形状的机制，揭示火焰减速阶段产生的稀疏波及其反向流与边界层增厚导致轴向速度剖面呈倒置郁金香形，进而决定火焰锋面形状。
2022-09-01 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Mechanism of tulip flame formation in highly reactive and low reactive gas mixtures
本研究通过高阶数值方法耦合详细化学模型求解可压缩反应Navier-Stokes方程，探究了化学动力学对管内郁金香火焰形成的影响，揭示了火焰减速阶段产生的稀疏波是郁金香火焰形成的主要物理机制。
2025-02-02 physics.flu-dyn
Quasi-DNS with chemical kinetics for a single multiple-injection burner element under stable lean conditions for future gas turbine applications
Institute of Fluid Science, Tohoku University（东北大学流体科学研究所）
针对燃气轮机燃烧器近贫油吹熄极限的动力学问题，开发了包含详细甲烷-空气化学反应的准直接数值模拟工作流程，以同轴燃烧器为模型，揭示了混合管出口涡旋混合导致的延伸和结构化放热区域，为分析火焰结构、稳定性和吹熄相关动力学提供了可重用框架。
2026-11-10 physics.flu-dyn
Sudden acceleration of flames in open channels driven by hydraulic resistance
本文对阻塞管端部排气的氢气-空气爆燃进行了实验和数值研究。无激波过渡到所谓的阻塞制度的火焰传播的报告。在燃料和环境空气之间的界面处，从管的开口端点燃具有13%体积的氢气的混合物。选择了三个通风比，即关闭、40%和100%。在所有的情况下，火焰最初传播速度接近层流火焰速度没有加速。火焰形态排除了DDT的大多数常规公认的现象，即体积爆炸、点火激波和激波相互作用。然而，在1秒量级的诱导期之后，火焰在3 - 30 ms的时间段内加速超过100次，直到建立稳态扼流状态。这种快速加速的机制进行了研究数值和解析。提出并分析了一种一维简化描述方法来模拟火焰加速过程。对简化模型的研究表明，管内流体动力阻力是导致火焰突然加速的主要原因，并控制着DDT的初始阶段。
2012-08-31 physics.chem-ph physics.flu-dyn
Generation of high concentration nanobubbles based on friction tubes
本研究通过水与壁面摩擦机制开发了一种管状装置，实现了低功耗、实时大批量生产高浓度、小粒径纳米气泡，为工业应用提供了技术路径。
2023-10-24 physics.flu-dyn
Mechanism of deflagration-to-detonation transition in gas
本文揭示管内细长火焰尖端爆燃转爆轰的机理，将其归因于内部火焰结构的动力学鞍结分岔导致压力有限时间失控，并与实验吻合良好。
2023-04-24 physics.flu-dyn
Dynamics of unsteady premixed flames in meso scale channels and the effects of varying the wall heating conditions
本研究探究介观尺度通道内甲烷-空气预混火焰在双峰壁面加热条件下的动力学，发现了新的非定常传播火焰工况，并结合理论分析了其与重复熄火点火火焰的差异及耦合特性。
2024-08-13 physics.app-ph physics.flu-dyn
Analysis of near wall flame and wall heat flux modeling in turbulent premixed combustion
UM-SJTU Joint Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学密西根学院）；State Key Laboratory of Clean Energy Utilization, Zhejiang University（浙江大学清洁能源利用国家重点实验室）
研究近壁火焰与壁面热流的物理机制，通过直接数值模拟分析两种火焰配置，提出预测壁面热流的模型，验证其在湍流燃烧中的适用性。
2025-10-30 physics.flu-dyn
European Shock-Tube for High-Enthalpy Research Combustion Driver Qualification
ESTHER激波管采用Nd:YAG激光点火的高压燃烧室驱动器，研究了气体混合物和激光参数对燃烧性能的影响，发现充气压力和氦气稀释为主导因素，并观察到“郁金香”火焰与爆燃向爆轰转变现象。
2023-06-29 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Friction Tubes to Generate Nanobubble Ozone Water with an Increased Half-Life for Virucidal Activity
本研究提出利用摩擦管（纳米管）低功率实时大量生成高浓度臭氧水并延长其半衰期，以增强杀病毒活性，并验证了对流感及COVID-19病毒的效果。
2023-11-12 physics.flu-dyn
On the theory of turbulent flame velocity
将强湍流火焰锋面自相似动力学的重整化思想应用于燃烧物质具有较大热膨胀的火焰。在这种情况下，火焰前锋是波纹的外部湍流和固有的火焰不稳定性。得到了火焰传播速度的解析表达式。结果表明，当湍流积分长度尺度远大于不稳定性截止波长时，火焰不稳定性是主要的。发展的理论被用来分析最近的实验湍流火焰在管内传播。它表明，大部分的火焰速度增加实验测量提供的大尺度效应，如火焰的不稳定性，而不是由小尺度的外部湍流。
2012-10-19 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Heating of the fuel mixture due to viscous stress ahead of accelerating flames in deflagration-to-detonation transition
本文用解析法和数值方法研究了粘性应力在管内燃烧转爆轰过程中对燃料混合物加热的作用。分析理论是在低马赫数的限制下发展起来的;它确定了在壁面达到最大值的加速火焰前面的温度分布。当马赫数足够高时，粘性应力和压缩波的热效应变得相当。在相对大的马赫数的情况下，粘性加热的直接数值模拟进行了研究。模拟是在考虑化学动力学的可压缩Navier-Stokes气体动力学方程的基础上进行的。与理论一致，粘性应力使燃料混合物的加热和爆炸优先在壁。爆炸基本上是以多维方式发展的，快速的自发反应沿着墙壁传播，并推动倾斜的冲击波。最后，爆炸反应和冲击的结合演变成爆炸。
2008-04-22 physics.flu-dyn
Fluid friction and wall viscosity of the 1D blood flow model
我们研究的脉搏波的水到一个灵活的管应用于血液流动模拟的行为。在脉冲波中，流体摩擦和壁面粘性都是阻尼因子，难以单独计算。在本文中，流体摩擦系数和壁面粘性系数的估计通过拟合一个非线性的一维流动模型的实验数据。在实验装置中，可扩张管的一端连接到活塞泵，另一端封闭。同时测量压力和壁面位移。模型预测和实验之间取得了良好的协议。对于振幅减小，壁面粘性对脉冲波的影响与流体粘性的影响同样重要。
2015-11-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Direct numerical simulation of thermo-diffusively unstable premixed hydrogen-air flames in a fully-developed turbulent channel flow at $Re_τ=530$
Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；SINTEF Energy Research（辛特夫能源研究）；Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）
研究在完全发展湍流通道流中通过DNS分析热扩散不稳定性对预混氢气-空气火焰传播的影响，揭示TD现象与壁湍流的协同作用对火焰速度的增强机制。
2025-11-27 physics.comp-ph physics.flu-dyn
