【Objectif】 En raison de sa forte porosité, de sa structure poreuse multiple et de ses différentes structures cellulaires, la céramique mousseuse peut renforcer le transfert de chaleur et de masse dans les brûleurs et étendre les limites de combustion pauvre. Cependant, le champ d'écoulement microscopique engendré par la structure poreuse aléatoire affecte directement l'efficacité du mélange carburant-air et la stabilité de la flamme, ce qui est difficile à prévoir avec les modèles traditionnels, nécessitant un modèle précis pour prédire le champ turbulent de l'écoulement de sillage. 【Méthode】 À cette fin, une structure de céramique mousseuse aléatoire basée sur l'algorithme de Voronoi a été employée, combinée avec la simulation des grandes échelles (LES) pour étudier la turbulence à l'échelle des pores. Une étude numérique systématique de la turbulence à l'échelle des pores a été réalisée, analysant particulièrement la structure du champ d'écoulement et l'évolution des tourbillons sous différentes vitesses d'entrée (10 à 100 m/s). 【Résultats】 Avec l'augmentation de la vitesse d'entrée, l'écoulement passe d'un régime visqueux à un régime inertiel, la vorticité augmente significativement, les zones à haute vorticité se concentrent sur le côté sous le vent de la structure et aux goulots des pores présentant des variations géométriques; l'énergie cinétique turbulente maximale passe de 120,84 m2/s2 à l'état 1 (vitesse d'entrée 10 m/s) à 12 049,28 m2/s2 à l'état 4 (vitesse d'entrée 100 m/s), soit une augmentation d'environ 100 fois. L'analyse de la structure des tourbillons basée sur le critère Q montre que les pores aléatoires induisent une anisotropie significative de l'écoulement, où les noyaux tourbillonnaires à forte intensité de rotation dominent la dissipation locale avec une distribution liée à la connectivité des pores. La coopération des structures tourbillonnaires multiéchelles forme une cascade d'énergie turbulente qui, combinée à la dissipation locale dominée par les noyaux tourbillonnaires à forte intensité, régule conjointement le processus de combustion. 【Conclusion】 En construisant une méthode couplant Voronoi-LES pour la structure aléatoire de la céramique mousseuse, la génération, l'évolution et la dissipation de la structure tourbillonnaire à l'échelle des pores ont été efficacement capturées, offrant une nouvelle perspective pour révéler le mécanisme couplant turbulence à l'échelle des pores et réaction chimique, ce qui est d'une grande importance pour optimiser la conception des brûleurs en céramique mousseuse, améliorer l'efficacité de la production d'énergie à faible carbone et réduire les émissions polluantes.

céramique mousseuse;échelle des pores;simulation des grandes échelles;algorithme de Voronoi;critère Q