燃烧是人类利用能源的最主要方式,全球能源供应目前仍依赖于化石能源。氨（NH3）作为无碳燃料,近期由于其在能源利用过程中降低碳排放的潜力受到了研究者的广泛关注。然而,氨燃料的推广应用面临着低可燃性与高燃料型NOx排放等挑战。研究表明,甲烷与氨混合可以有效改善氨燃料的低可燃性并保持较低的CO2排放水平。研究氨/甲烷混合燃料的燃烧特性可以为含氨燃料的推广应用提供理论支持,降低能源供应对化石能源的依赖,对逐步过渡到无碳社会至关重要。旋流燃烧是当前工业燃烧设备中应用最广泛的强化燃烧技术,本文将对氨/甲烷旋流火焰的燃烧特性进行数值模拟研究,探究不同工况条件（如氨掺混比例、空气预热温度、旋流强度）对燃烧特性,尤其是火焰结构、燃烧稳定性及污染物排放特性的影响。研究采用大涡模拟方法,基于开源CFD软件Open FOAM进行,采用结构化网格和动态Smagorinsky模型对湍流流动过程进行模拟。使用Okafor提出的详细反应机理用于预测化学反应,亚网格修正的局部搅拌反应器（Pa SR）模型用于处理湍流-化学相互作用。数值模拟的准确性将通过PIV技术测量燃烧流场所得的实验数据进行验证。研究结果表明:（1）大涡模拟得到的流场与PIV实验得到的流场具有良好的一致性。随着氨掺混比例的增加,火焰高度降低,并逐渐由蓝色变为橙色,NO排放增加。氨掺混比例的升高会降低火焰传播速度并增强湍流-化学相互作用,从而降低火焰稳定性。氨掺混比例低于30%时,氨掺混比例升高无法有效降低CO排放。（2）随着助燃空气温度升高,优势扩散诱导的热扩散不稳定性被抑制,NO对OH自由基的敏感性降低。空气预热在提高火焰传播速度的同时,降低火焰根部的熄火概率,从而增强火焰稳定性。SNCR反应是NO减排的关键,空气预热改变了中央回流区的温度及停留时间,NO排放随温度升高而增加,随停留时间增加而减少。（3）随着旋流强度的增加,火焰高度降低,回流速度增加,中央回流区在径向扩展而在轴向收缩,NO排放降低。火焰稳定性随旋流强度升高而降低,但过低的旋流强度无法生成中央回流区以稳定火焰,过高的旋流强度会导致火焰根部熄灭。