基于气相合成的复杂火焰场在线光学诊断与调控

涉及气相、凝聚相、等 离子体的复杂火焰场广泛存 在于实际工业燃烧及其调控 过程中，如火焰合成纳米颗 粒、煤燃烧、燃烧与壁面作 用、等离子体及电场助燃等 。在这些复杂火焰过程中， 物质相态之间的相互作用及 转换普遍存在，有很多亟待 揭示的基础科学问题。本书 结合气相合成这一实际应用 所涉及的复杂火焰场，发展 了针对性的在线光学诊断方 法，探讨了火焰合成中多相 态的转化与相互作用，并揭 示了固体壁面和等离子体参 与的主动调控机理。

作者任翊华，博士，德国洪堡学者奖学金获得者，2020年Bernard Lewis奖获得者。2013年本科毕业于清华大学热能工程系，2018年博士毕业于清华大学能源与动力工程系。在Phys.Rev.Lett., Phys.Rev.Appl., Phys.Rev.E, Combust.Flame等多个国际权威期刊发表过学术文章。2019年1月在德国亚琛工业大学做博士后研究员。

第1章 引言 1.1 研究背景与意义 1.1.1 典型技术背景 1.1.2 科学问题及其普遍意义 1.2 研究现状 1.2.1 在线光学诊断 1.2.2 气相与凝聚相颗粒——火焰气溶胶合成 1.2.3 气相与凝聚相壁面——近壁面复杂火焰场 1.2.4 气相与等离子体——电场主动调控研究 1.3 研究内容和技术路线 第2章 复杂火焰场在线光学诊断方法研究 2.1 本章引言 2.2 相选择性激光诱导击穿光谱 2.2.1 在线激光诊断平台 2.2.2 相选择性激光诱导击穿光谱的物理机理 2.2.3 相选择性激光诱导击穿光谱的定量测量 2.2.4 相选择激光诱导击穿光谱的二维测量 2.2.5 激光与物质相互作用相图 2.3 基于波长调制的吸收光谱方法 2.3.1 吸收光谱原理 2.3.2 吸收光谱实验装置 2.3.3 直接吸收测量 2.3.4 波长调制光谱 2.4 基于化学荧光辐射的光学重构方法 2.4.1 轴对称重构 2.4.2 非对称三维重构 2.5 本章小结 第3章 火焰合成中气相向颗粒相转化与作用机制研究 3.1 本章引言 3.2 火焰合成物理过程分析 3.3 湍流火焰合成过程研究 3.3.1 湍流火焰合成系统 3.3.2 颗粒瞬态分布的诊断二维信号标定 3.3.3 湍流火焰合成机理分析 3.4 火焰掺杂合成过程研究 3.4.1 掺杂合成装置 3.4.2 掺杂合成机理分析 3.5 本章小结 第4章 壁面调控下的滞止火焰合成机理研究 4.1 本章引言 4.2 滞止平面火焰的结构与稳定性 4.2.1 滞止火焰面结构分析 4.2.2 滞止火焰燃烧稳定性分析 4.3 纳米颗粒在滞止火焰场内的生成与沉积过程 4.4 本章小结 第5章 电场调控火焰稳定性研究 5.1 外加电场调控火焰合成的机理分析 5.2 火焰等离子体调控火焰动力学 5.2.1 火焰等离子体主动调控方案 5.2.2 电场实验装置 5.2.3 电场诱导的火焰热声现象 5.2.4 交流电场诱导声振荡的机制 5.3 火焰的电动力学不稳定性 5.3.1 交流电场与火焰的相互作用 5.3.2 直流电场下的火焰不稳定性研究 5.4 本章小结 第6章 结论 6.1 主要结论与创新点 6.1.1 复杂火焰场在线光学诊断方法研究 6.1.2 火焰合成中气相向颗粒相转化与作用研究 6.1.3 壁面调控下的滞止火焰合成机理研究 6.1.4 电场调控火焰稳定性研究 6.2 建议与展望 参考文献 发表的学术论文 致谢