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在实际动力机械燃烧室中,燃烧过程往往同时伴随着预混燃烧和非预混燃烧。三重火焰(triple flame)作为一种独特的部分预混火焰,在部分预混系统的火焰传播中起着重要作用,对于理解举升扩散火焰的稳定性具有重要意义。然而,对于部分预混火焰,在数值模拟过程中使用极少步化学反应机理或单一模态燃烧模型具有一定的局限性。因此,开展不同条件下三重火焰结构分析和化学简化方法的研究,具有重要的理论和实际意义。本文采用详细反应机理对不同混合物浓度梯度下三重火焰进行直接数值模拟(Direct Numerical Simulation,DNS)研究。同时使用反应-扩散流形(REDIM)方法生成合适的二维REDIM查询表,将其植入lesocc2c程序中对三重火焰进行直接数值模拟计算,并与详细化学反应机理下的结果进行对比分析,对二维REDIM表格的性能进行验证。首先采用详细反应机理对三重火焰进行DNS计算。在保证混合物入口当量比的范围保持不变的情况下,计算了入口宽度分别为5mm、10mm、15mm、20mm、25mm和30mm的六种状态。结果表明:随着入流宽度的增加(混合气浓度梯度的减小),三重火焰厚度逐渐增加且预混火焰分支变长。同时,三重点和预混分支处OH质量分数逐渐增大,而扩散火焰分支处OH质量分数逐渐减小。由于入口混合物当量比的范围保持不变,导致预混火焰厚度几乎不随入流宽度发生改变。且三重点处火焰速度在该浓度梯度内存在一个极大值。分别采用6步反应机理、28步反应机理和二维REDIM表格对三重火焰进行DNS计算,将计算结果与详细机理下的结果进行对比。发现6步反应机理虽然能捕获三重火焰的三个火焰分支,但是温度场和组分场都与详细机理的结果出现较大分离,说明极少步化学反应机理难以准确地描述三重火焰。28步反应机理和二维REDIM表格预测的温度和主要组分与详细机理下的结果几乎完全吻合。部分中间组分结果与详细机理出现一定的偏差,然而二维REDIM表格结果相对于28步反应机理较好。同时,相对于详细反应机理和28步反应机理,采用二维REDIM表格在很大程度上减少了计算量,进一步表明二维REDIM表格能很好的适用于部分预混燃烧。