【Objetivo】 A cerâmica espumosa, devido à sua alta porosidade, estrutura porosa múltipla e diferentes estruturas celulares, pode intensificar a transferência de calor e massa em queimadores e expandir os limites de combustão pobre. Contudo, o campo de fluxo microscópico gerado pela estrutura porosa aleatória afeta diretamente a eficiência da mistura combustível-ar e a estabilidade da chama, sendo difícil de prever pelos modelos tradicionais, havendo necessidade de um modelo preciso para prever o campo turbulento do fluxo no rastro. 【Métodos】 Para isso, foi utilizada uma estrutura de cerâmica espumosa aleatória baseada no algoritmo de Voronoi, combinada com simulação de grandes vórtices (LES) para estudar a turbulência em escala de poros. Foi realizada uma pesquisa numérica sistemática da turbulência em escala de poros, com foco na análise da estrutura do campo de fluxo e na evolução dos vórtices sob diferentes velocidades de entrada (10 a 100 m/s). 【Resultados】 Com o aumento da velocidade de entrada, o fluxo passa gradualmente do regime viscoso para o inercial, a vorticidade aumenta significativamente, e as zonas de alta vorticidade concentram-se no lado sotavento da estrutura e nos gargalos dos poros, regiões com mudanças geométricas; o valor máximo da energia cinética turbulenta aumentou de 120,84 m2/s2 na condição 1 (velocidade de entrada 10 m/s) para 12 049,28 m2/s2 na condição 4 (velocidade de entrada 100 m/s), um aumento próximo de 100 vezes. A análise da estrutura dos vórtices baseada no critério Q indica que os poros aleatórios causam anisotropia significativa do fluxo, com núcleos vorticosos de alta intensidade de rotação dominando a dissipação local e relacionados à conectividade dos poros. A ação cooperativa das estruturas vorticosas multiescala forma uma cascata de energia turbulenta que, juntamente com a dissipação local dominada pelos núcleos vorticosos de alta intensidade, regula conjuntamente o processo de combustão. 【Conclusão】 Por meio da construção de um método acoplado Voronoi-LES para o modelo de cerâmica espumosa aleatória, capturei eficazmente a geração, evolução e dissipação da estrutura vorticosa em escala de poros, fornecendo uma nova perspectiva para revelar o mecanismo acoplado de turbulência em escala de poros e reação química, com significativo significado de engenharia para otimizar o projeto de queimadores de cerâmica espumosa, melhorar a eficiência da geração de energia com baixo carbono e reduzir a emissão de poluentes.

cerâmica espumosa;escala de poros;simulação de grandes vórtices;algoritmo de Voronoi;critério Q