传统的燃烧室贫熄预测方法主要是基于实验数据和理论推导的半经验模型，这些半经验模型主要可分为两类：基于能量平衡的均匀搅拌反应器模型和基于时间平衡的特征时间模型。将数值模拟技术和半经验模型有机结合，综合二者的优点，是值得研究的方向。
国家能源风电叶片研发（实验）中心的研究人员针对旋流稳燃燃烧室的贫熄问题展开研究，将Damk?hler模型和数值模拟结合起来，发展了一套基于时间平衡的贫熄预测复合方法。该方法针对旋流燃烧室模型在不同工况下的燃烧流场进行了数值模拟，并基于不同工况下流场内平均OH基浓度，将实际反应区从流场中分离出来，模拟中获得的反应区与实验中获得的反应区在大小、形状上基本一致，如图1所示。
考虑到旋流流动和回流的剧烈搅拌作用，将实际反应区简化为均匀搅拌反应器。通过在数值模拟中设置惰性粒子并追踪其路径，获得新鲜混气在实际反应区中的停留时间。基于均匀搅拌反应器假设和数值模拟中获得的反应区平均温度、压力、当量比，计算得到能够触发反应区内化学反应所需要的新鲜混气最短停留时间。无量纲Da数为这两个时间尺度的比值，衡量是否熄火。当Da数远大于1时，新鲜混气在反应区内停留时间足够长，反应可以被触发，而当Da数小于1时，则新鲜混气直接流出反应区，燃烧难以维持稳定。
研究人员通过贫熄实验获得了不同工况下旋流燃烧室模型的贫熄油气比，并采用本研究提出的方法对数据进行处理，得到了较为理想的结果。如图2所示，在贫熄工况下，Da数围绕1小幅波动，而在设计工况下，Da数为4.33。该方法能为航发燃烧室设计提供技术支持，具有较好的工程应用价值。
| 图1 实验中拍摄的反应区和模拟获得的反应区对比 |
图2 Da数计算结果
