中文导读:作者基于计算流体力学开源框架OpenFOAM 开发了一套用于求解低马赫数瞬态燃烧过程的数值求解工具。尽管本工具是为了准确预测小尺度下火焰特性而开发，但也能全面地适用于各种空间尺度下的层流燃烧模拟。该数值工具由一个求解燃烧器内部气相N-S方程的求解器、以及求解一个燃烧器固体壁面导热方程的求解器组成。两个求解器在计算时能以紧密耦合的方式相互传递信息，以揭示小尺度下显著增强的火焰-壁面热耦合效应。本文模拟了文献中各种尺度（常规尺度、介观尺度、微尺度）下的实验火焰，完成了数值工具的验证工作。特别的，微尺度下一些经典的火焰模式（例如稳定火焰、反复熄火着火、微弱火焰）、以及文献中有一些实验探索但极少在数值上成功模拟出的特殊“火焰街”现象都得到了准确的重现。此外，火焰在微尺度正交各向热异性燃烧器（其轴向壁面热导率远大于法向壁面热导率）中的行为也得到了模拟研究，系国际上首次。最后，将本文的数值工具与作者之前参与开发的可压缩流体动力学求解器Eilmer（澳大利亚昆士兰大学高超声速中心开发）在计算性能上进行了对比。OpenFOAM下开发的求解器无论在“消波”性能（以克服模拟初始阶段的声波效应），还是在计算效率上均表现得更加优异。