研究方向一、碳纳米颗粒辐射动力学机制

    碳烟是一种燃烧过程中形成的纳米颗粒，是火焰辐射的主要来源，在火灾辐射引燃过程中起决定性作用。开展碳烟形成机理研究，探究粒径分布与辐射传热特性的耦合机制，对阐明其对辐射强度、空间分布及热反馈的耦合作用规律有重要意义。课题组致力于探索该研究方向的两块主要内容：1.碳烟形成的物理化学机理，寻找从多环芳烃前驱体到初生纳米颗粒间的化学反应路径，发展准确的反应动力学模型；2.理清碳烟辐射传热原理，构建分层灰体火焰辐射模型，应用于火灾辐射火蔓延预测。

    关键词：纳米科学、激光光谱、传热燃烧

研究方向二、跨尺度燃烧动力学模型

    木材燃烧是城市木建筑火灾、城镇交接域火灾的典型燃烧方式。其燃烧性直接影响此类火灾的发生、蔓延及火势强弱。系统构建其反应动力学模型，有助于防控灾害发生、制定防火策略、评估火灾风险。本研究方向使用分子动力学技术模拟木材燃烧的微观反应动力学行为，分析整合木材的多种关键分子燃烧特性，通过建立模型信息数据库和使用计算机辅助技术，构建木材燃烧集总简化模型，突破传统经验建模方法，实现跨尺度木材火蔓延的高效预测，是研究火灾行为的全新视角。

    关键词：量子化学、人工智能、数学建模

研究方向三、固体燃料火蔓延动力学原理

    固体燃料着火蔓延是最常见的火灾现象之一。研究固体燃料火蔓延中控制其燃烧行为的基本要素（以木材为例）。解耦环境因素与固体燃料本身物理因素，能够揭示固体表面、内部火蔓延的本征燃烧机制，捕捉固体燃料在燃烧中的热塑性变化对火蔓延的影响。比如固体内部的微孔结构，固体表面的微裂纹、结焦等，能有效改变燃烧物理行为和化学机制的独有因素，揭示固体本身物理因素与其燃烧特性之间的相互作用规律。

    关键词：多相燃烧、表面化学、数值仿真