在本研究中，我们对壁面稳定的稳态层流停滞流火焰进行了数值研究，并考虑了热传输的影响。研究重点是当燃料/空气当量比为0.6时，贫氢/空气预混火焰的行为。我们探讨了NO排放及其在不同条件下（如流速和燃烧压力）形成的速率。研究发现，NO的主要生成路径涉及NNH自由基，但在靠近壁面的区域该路径会发生变化。除了分析壁面对火焰结构的影响外，本研究还关注燃烧过程对材料的影响。特别是，我们探讨了壁面附近氢原子的积累，这对于后续氢脆的建模具有重要意义。此外，研究发现，当燃烧压力升高，从而导致燃烧温度升高时，材料表面氧化层的生长速率会显著增加。这些研究结果为燃烧过程对材料的影响提供了有价值的见解，对于高温环境下工程部件的设计具有重要参考价值。

数字孪生技术是能源行业的一项前沿技术，能够预测设备的实时运行数据，实现性能监测和运行优化。然而，目前仍缺乏有效的方法来校准数字孪生预测结果并将其与有限的现场测量数据融合，特别是对于涉及复杂多相流和化学反应的设备，如燃煤锅炉。本研究以燃煤锅炉水冷壁温度监测为例，提出了一种数字孪生方法，该方法能够实时重构高空间分辨率的水冷壁温度分布，并利用现场测量的水冷壁温度数据进行校准。该数字孪生通过融合CFD（计算流体力学）计算结果和测量数据，基于缺失数据的本征正交分解（Gappy POD）降阶模型构建。首先，对数字孪生的重构精度进行了初步验证，并探讨了实现精准重构所需的最少测点数。随后，提出了一种改进的均匀数据采集方法。接着，比较了数字孪生方法与传统CFD计算在计算时间上的差异。最后，通过实际运行锅炉的现场测量温度进一步验证了该重构方法的可靠性。研究结果表明，所建立的数字孪生能够精确重构水冷壁温度，并实现实时计算。在原始数据采集方法下，39个测点已足以准确重构温度分布。所提出的均匀数据采集方法进一步将四个测试工况的平均相对误差降低至0.4%以下，而在误差较大的工况1和工况3中，采用约束技术后，误差分别降低至0.374%和0.345%。此外，与CFD计算相比，该数字孪生方法显著减少了计算时间。工程应用表明，重构温度与现场测量数据高度一致。所建立的水冷壁温度数字孪生有助于水冷壁过热检测和运行优化。

本研究从理论层面探讨了喷油器和喷孔布置、喷雾锥度及喷孔尺寸对水平对置二冲程发动机燃烧与排放特性的影响。通过数值模拟方法，系统研究了上述参数变化对发动机性能与排放的影响规律。研究结果表明：喷油器喷孔布置的优化设计对改善燃油空间分布与雾化效果具有关键作用，可有效提升指示热效率与指示平均有效压力；但需注意的是，虽然HC、碳烟和CO排放可通过喷油器布置形式控制在较低水平，NO_x排放却呈现相对升高趋势。研究还揭示了喷雾锥角对燃烧过程的动态影响机制：当喷雾锥角处于最优值时，燃油分布与碰壁效应达到最佳平衡，此时指示热效率与指示平均有效压力均达到峰值。此外，喷孔直径对燃烧与排放控制具有双重调控作用，优化后的孔径不仅能提升热效率，还能在一定程度上降低碳烟、HC、CO及CO₂的排放水平。本研究成果为水平对置二冲程发动机的性能优化与排放控制策略提供了重要理论依据，对该领域的后续研究和技术开发具有指导意义。