近日，天津大学机械工程学院先进内燃动力全国重点实验室卫海桥教授和周磊研究员团队受邀在能源与燃烧领域国际顶级期刊Progress in Energy and Combustion Science（IF = 32.0）发表题为“End-gas autoignition and detonation in confined space”长篇综述论文。该论文结合团队十多年来在发动机爆震基础理论研究方面的成果，以及国际上一些重要的研究突破，详细介绍了封闭空间中末端自燃和爆轰的基础理论、关键的物理化学影响因素，并对爆震研究提出了新挑战和未来展望。论文第一作者为周磊研究员，共同通讯作者为卫海桥教授和张晓军博士，共同作者为清华大学燃烧能源中心罗开红教授。天津大学为第一单位。

Progress in Energy and Combustion Science 创刊于1974年，以编辑邀稿的形式收录能源、燃烧科学领域最新前沿专题的综述类论文。该期刊在机械工程（180个期刊）和热力学（76个期刊）两个领域中均排名第一，2024年影响影子为32.0（数据来源：Journal Citation Reports 2024），每年发文量仅30~50篇。

内燃机是国民经济和国防装备中的主导动力，为契合国家双碳目标，高效低碳、碳中和是内燃机发展方向。高效燃烧结合碳中性燃料是内燃机节能降碳的最有效途径。内燃机高强化是提高热效率的根本途径之一，随着强化程度提高出现的爆震（Knock）、超级爆震（Super Knock）等非正常燃烧现象，导致燃烧恶化，甚至破坏机械部件，成为制约高强化发动机性能进一步提升的主要瓶颈。而氢发动机性能的提升也受到爆震影响。因此，需要对末端自燃及爆震过程进行深入认识，为组织高效燃烧提升性能提供理论支撑。

爆震发生在可变的受限空间内，其过程更是包含了多种物理化学要素，如火焰传播、压力波、多尺度湍流、反应活性不均匀性等，这些要素之间的相互作用使得燃烧模式转变过程极为复杂。该综述首先介绍了两种基本理论，即Livengood-Wu（L-W）积分和反应性梯度理论，它们为理解自燃发生和自燃传播提供了理论基础。特别地，该综述详细阐述了 L-W 积分的应用和局限性，以及将 Bradley 理论扩展到更接近实际条件的多维情况。其次，详细论述了对涉及封闭空间末端自燃和爆轰燃烧的几个关键物理化学因素的全面研究，包括火焰传播、压力波、不均匀性、湍流、化学反应性和热力学条件。最后，探讨了管道中从爆燃到爆轰转变（DDT）与内燃机中爆轰燃烧的异同点，以及爆轰发生过程中的随机性，同时阐述了基础研究为工程应用带来的启示与未来展望。

封闭空间末端自燃及爆轰燃烧

团队在发动机爆震机理及调控方面开展了系统深入研究，近年来，爆震机理方面的创新研究成果在燃烧领域两刊Combustion and Flame、Proceedings of the Combustion Institute上发表系列论文二十余篇。此相关成果获首届中国工程热物理学会自然科学一等奖、机械工业科学技术奖发明一等奖。此外，团队在零碳燃料（氢、氨）燃烧及储能方面也进行了深入研究，热枕欢迎对本团队研究方向感兴趣的同学加入课题组。

该项研究得到了国家自然科学基金杰青项目、创新群体项目及民航联合基金重点项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.pecs.2025.101217