在森林火灾中，火旋风现象一旦发生，能够卷吸提升燃烧的可燃物颗粒，形成远距离飞火现象，导致火势加速跳跃式蔓延，增加扑救难度，威胁扑救人员的安全。认识飞火颗粒在火旋风环境中的产生机理及运动规律对认识远距离飞火现象、评估飞火最远传播距离至关重要。目前对于飞火的研究主要集中在短距离飞火，对于火旋风引发的远距离飞火研究甚少。基于火旋风流场研究成果及其相关实验，本文重点对以下四个方面进行研究：　　 1．火旋风环境下飞火颗粒的产生机理　　 火旋风过程中强烈的螺旋式上升运动使得燃烧更加剧烈，燃烧速度更快，温度更高，加速了火灾的蔓延扩展速度。而且在旋转的气流柱中，往往卷挟起大量的燃烧屑块和余烬，形成飞火现象，散布到主要火区以外很远的地方，形成新的火源。因此研究飞火颗粒在火旋风中的产生机理对于研究飞火现象至关重要。本文通过定性和定量实验分析，揭示了火旋风环境下飞火颗粒的产生机理，即火旋风主要通过底部边界层将飞火颗粒卷吸进入火旋风，并通过其自身的拖拽力使飞火颗粒上升。　　 2．飞火颗粒在火旋风流场中的上升行为　　 飞火颗粒在火旋风流场中的上升行为直接决定飞火颗粒最大上升高度，从面影响飞火颗粒的蔓延距离，评估飞火最远传播距离首先要研究飞火颗粒在火旋风中的上升行为。本文将火旋风流场分为火焰区和羽流区，重点研究了球形飞火颗粒在火焰区和羽流区的上升运动规律，提出了飞火颗粒在火旋风流场中能够上升的临界条件，并提出了飞火颗粒在竖直方向上升轨迹的计算模型。研究结果将有助于对远距离飞火现象的认识和防控。　　 3．飞火颗粒在火旋风火焰区的运动轨迹研究　　 对于火旋风流场，可以像油池火一样分为火焰区和羽流区。在火焰区轴向速度是随高度不断增大的，而在羽流区，轴向速度是不断衰减的，因此连续火焰区是整个火旋风流场的核心区域，研究火焰区对着火颗粒在火旋风火焰区中的运动行为的影响是非常重要的，本文采用数值模拟的方法，将火焰区简化为Burgers涡流场，主要研究着火颗粒在火旋风火焰区中的运动轨迹。　　 4．飞火蔓延距离计算方法研究　　 飞火可以使火灾在相距较远的离散可燃物之间进行跳跃式蔓延，加快了火灾蔓延速度，因此，对飞火蔓延现象的认识和飞火蔓延距离的计算是降低飞火危险性的前提。基于火旋风羽流中心线速度模型，本文重点研究球形飞火颗粒在环境风影响下颗粒的蔓延过程，给出了计算飞火蔓延距离的方法和飞火颗粒在火焰羽流中能够上升的直径区间，并探讨了环境风速和颗粒燃烧过程等因素对飞火蔓延距离的影响。　　 通过上述四个方面理论和实验研究，本文揭示了球形飞火颗粒在火旋风中的运动规律及其轨迹，为认识远距离飞火现象，评估飞火颗粒的传播距离提供了可靠依据。