【الهدف】 بسبب ارتفاع معدل المسامية والبنية المسامية المتعددة وتنوع بنى الخلايا في السيراميك الرغوي، يمكن تعزيز نقل الحرارة والكتلة وتوسيع حدود الاحتراق الفقيرة في الموقد. لكن تدفق الحقل الدقيق الناجم عن البنية المسامية العشوائية يؤثر مباشرة على كفاءة خلط الوقود والهواء واستقرار اللهب، والنماذج التقليدية يصعب عليها التنبؤ، لذا هناك حاجة إلى نموذج دقيق لتوقع تيارات الاضطراب في المؤخرة. 【الطريقة】 لذلك، تم استخدام بنية السيراميك الرغوي العشوائية المبنية على خوارزمية فورونوي، مع المحاكاة الكبيرة للدوامات (LES) لدراسة اضطرابات مقياس المسام، وتم إجراء دراسة محاكاة عددية منهجية لتدفق الاضطرابات على مقياس المسام مع التركيز على تحليل هيكل التدفق وتطور الدوامات عند سرعات دخول مختلفة (10-100 م/ث). 【النتائج】 مع زيادة سرعة الدخول، يتحول التدفق من السيطرة اللزجة إلى السيطرة العطالية، وتزداد كمية الدوامات بشكل ملحوظ، وتتركز المناطق عالية الدوامة في ظل الهيكل وعلى ممرات المسامات ذات التغير الهندسي؛ وأعلى طاقة اضطراب زادت من 120.84 م2/ث2 عند حالة التشغيل 1 (سرعة دخول 10 م/ث) إلى 12,049.28 م2/ث2 عند حالة التشغيل 4 (سرعة دخول 100 م/ث)، أي زيادة تقارب 100 مرة. تُظهر تحليلات بنية الدوامات المحددة بواسطة معيار Q أن المسام العشوائية تسبب تباينًا انحيازيًا في التدفق، حيث تهيمن دوامات عالية الشدة على التشتت المحلي وتترابط بتوصيل المسام. يتعاون تأثير دوامات متعددة المقاييس في إنشاء تسلسل طاقة الاضطراب والتشتت المحلي المهيمن عليه من قِبل دوامات عالية الشدة للتحكم في عملية التفاعل الاحتراقي. 【الاستنتاج】 من خلال بناء نموذج فورونوي-LES للسيراميك الرغوي العشوائي، تم التقاط توليد وتطور وتشتت بنية الدوامات على مقياس المسام بفاعلية، مما يوفر منظورًا جديدًا لكشف آلية التفاعل المترابط بين اضطرابات المقياس الصغير والتفاعل الكيميائي، وله أهمية هندسية كبيرة لتحسين تصميم موقد السيراميك الرغوي وزيادة كفاءة توليد الطاقة منخفضة الكربون وتقليل انبعاثات الملوثات.

السيراميك الرغوي;مقياس المسام;المحاكاة الكبيرة للدوامات;خوارزمية فورونوي;معيار Q