与传统燃烧技术相比,多孔介质燃烧技术作为一项新型清洁燃烧技术具有巨大的发展潜力,尤其在低热值气体燃烧领域。然而,面向中高温领域的多孔介质燃烧技术存在燃烧不稳定和材料使用寿命短等问题。多孔介质内预混气体燃烧特性研究对多孔介质燃烧技术发展具有重要的现实意义。目前,多孔介质燃烧的研究主要通过实验和数值方法。大多数值方法是通过“体积平均”假设来简化多孔介质燃烧问题,采用有限容积法离散控制方程,并迭代求解控制方程。本文对多孔介质内流动、传热与燃烧问题进行数值模拟,基于Chebyshev配置点谱方法(Chebyshev collocation spectral method,CCSM)对控制方程进行空间离散,将微分方程矩阵化并求解。该方法具有指数收敛精度、计算简单、易于实施等优点。首先,采用一步总包反应模型模拟双层多孔介质燃烧,为了保证数值结果收敛采用投影函数g(x,δ,ξ)来移动Chebyshev-Gauss-Lobatto(CGL)网格加密。建立一维瞬态双温数学模型,在确定各方程系数矩阵确定后可以直接求解。其次,用恒定释热区模拟多孔介质燃烧。建立二维瞬态双温数学模型,采用改进的投影算法(improved projection scheme,IPS)处理速度与压力耦合过程。用二步求解法求解矩阵方程。通过Matlab软件编程实现数值计算,并完成网格无关性和数值方法的有效性验证。在一维模型下,分析了燃烧区多孔介质材质、结构参数、导热系数、体积对流换热系数、衰减系数、气体进口速度对气体和固体温度分布影响。结果表明:孔隙率和孔径对气、固温度的影响,应综合考虑体积对流换热和衰减系数;增加燃烧区多孔介质的导热系数,多孔介质向下游导热增强,将降低气体和固体温度,火焰锋面向下游移动。在二维模型下,考察了多孔介质内气、固温度分布和速度分布。结果表明:壁面绝热条件下,气体和固体温度没有明显表现出二维结构,且气体温度存在明显的高温区;混合气体流速在入口段剧烈变化,表现为速度边界层变厚和速度梯度减小。