蓝涡的结构揭示

蓝涡是一种小型、稳定、旋转的蓝色火焰，在实验室研究剧烈湍流火涡时自发演化出现。蓝涡干净地燃烧重质液体烃燃料且不产生烟炱，提出了一种低排放燃烧的新潜在途径。它可复现，在一系列不同燃料与初始条件下出现，安静，呈层流状，并具有导致其被认为源于旋转反应流体中涡破裂的特性。自发现以来，大量工作投入测量，揭示了其温度结构及对近表面边界层的敏感性。这引发关于其所含火焰类型的诸多推测。同时，存在数值努力通过模拟气态反应流中涡破裂来研究其结构。本文所述模拟表明，稳定蓝涡由三种不同火焰结构组成——扩散火焰与富燃及贫燃预混火焰——皆汇于第四种结构，即表现为旋转蓝环的三重火焰。此外，蓝涡结构作为旋转反应流中涡破裂的结果而出现，模拟中由通常实验中不可见但位于涡中心的泡模态所证实。本文亦给出研究所用工具，并讨论其如何用于未来探究。