燃烧室点火模式包括电火花点火、热射流点火、等离子体点火和激光点火等,了解不同点火模式的点火规律对于提高点火可靠性和稳定性具有重要意义。本文针对电火花点火和激光点火两种点火模式,采用数值模拟和试验研究的方法,以带稳定器的方形直管作为研究对象,开展不同点火方案下的点火性能研究。主要工作包括:电火花点火模拟采用的电火花尺寸大小固定,不随时间变化,火花形状为球形。激光点火模拟采用能量沉积模型,能量沉积范围为以点火位置为球心的一球形内,该球形区域内能量由球心向外逐渐衰减。通过对两种点火模式的数值模拟结果进行验证,确定了模拟点火过程的可信的数值计算方法。数值模拟研究了在电火花点火和激光点火两种模式下,包括点火位置、点火能量、速度梯度、进口速度和燃料分布在内的点火方案变化对点火性能的影响,并比较了不同点火方案下的点火性能。电火花点火的模拟结果显示:点火能量增加会增加火焰传播速度,加快火焰发展;速度梯度增加使火焰微团向周围的散热增加,从而降低了当地的化学反应速率,不利于点火进行;湍动能与湍流强度增强了气流微团间的能量与物质交换,在点火过程可以加快点火区域与周围混气的热交换,一方面加快了火焰传播,另一方面也增加了当地火焰的散热,湍动能与湍流强度只有在一定范围内才对点火具有促进作用;点火位置局部当量比峰值及其周围浓度分布范围影响火核生成后的火焰传播及发展。激光点火的模拟结果显示:在不同点火位置、点火能量、速度梯度、进口速度和燃料分布下,激光点火和电火花点火的火焰发展规律和趋势基本一致,但火焰面大小以及火焰锋面形状存在差异;相同条件下激光点火比电火花点火初始火核形成更快,火焰发展及传播也更快;激光点火可以在更大湍流度和更贫的油气当量比下点火成功。在电火花点火试验系统和激光点火试验系统上,利用高速摄影拍摄系统和离子探针测试系统,研究了电火花点火和激光点火模式下包括点火能量、进口来流速度等不同点火方案参数对火核发展、点火极限和火焰传播的影响。试验研究结果表明:在相同点火能量下激光点火比电火花点火发展更快更剧烈;点火能量增加有助于扩大点火界限,点火位置局部当量比变化引起贫油点火极限和富油点火极限的变化,而激光点火的贫油点火极限比电火花点火更小;在化学恰当比附近电火花点火与激光点火的火焰传播都最快,在点火位置后方相同位置处,激光点火的火焰传播比电火花点火更快。