追溯火旋风的研究起源，初期的研究多限于现场观测和现象实验的粗略观察。后来，Emmons 和Ying 通过圆筒-火焰模型研究认为引起火旋风的原因可能是外加的角动量[1]，但是他们没有对火旋风的燃烧速率火焰高度和热流分布进行研究，没有给出火旋风的速度场分布。Branm and Martin 详细讨论了火旋风的产生原因[2]，他们提出，火旋风等热驱动涡的形成需要具备三个条件，即存在一个生成涡，在涡内存在一个流体汇，并具有某些摩擦力或者拖拽力施加给水平表面的空气运动，以形成涡的底部边界。他们也只是进行了粗略的实验对比，并没有深入研究。自1980年代以来，Kentucky大学的K·Saito 研究组开始寻找相似理论或者量纲分析法在火旋风研究中的应用，2008年，K·Saito 研究组基于相当粗略的实验结果提出了一个包含外部环量的无量纲火焰高度表达式，但是其可靠性尚需验证。63636

      如今，研究表明火旋风的产生需要三个条件：旋转流，流体汇和摩擦力。为了研究抑制火旋风的发展，秦俊等人应用热成像方法测取了火旋风, 发现了火旋风大高度直径比的特有物理现象; 将超细水雾作用于火旋风和油池火, 应

用三维 LDV/ APV系统对火旋风流场进行了测量[3], 发现在相同的雾通量作用下, 火旋风能被熄灭, 而油池火却不能被灭掉。通过对细水雾作用于火旋风机理的讨论发现, 对不同物理形态的火焰, 细水雾灭火的有效性不同, 从而为细水雾抑制、熄灭火旋风火灾机理的研究提出了一种有效的实验方法。

     但是，目前对细水雾的研究机理的研究还不够成熟，采用的数值模拟也运用了大量假设。对其更加深入的研究应包括：研究加入添加剂的细水雾的灭火效果，以及不同外部条件下（比如开口不同，高度不同，燃烧面积以及燃烧特性不同）细水雾的灭火效果。本课题涉及到高度方面，通过改变高度来研究火旋风的燃烧特性，进一步不同高度条件下细水雾的灭火效果。

     夏云春 王清安等人研究发现，通过磁场对油池旋转火焰燃烧特性影响的理论分析和实验研究,发现不同磁场强度对旋转火焰燃烧温度的影响程度[4], 从而了解实际燃烧过程中旋转火焰在有磁场作用下的燃烧特性。通过理论分析和实验研究可知: 旋转火焰内部燃烧不完全，会产生一定量的离子或者离子团，这些离子或者离子团在磁场作用下一定会产生偏移，从而影响火焰的燃烧特性。随着磁场强度的增加，火焰燃烧温度会有所上升，这主要是由于磁场的作用使得不完全燃烧所产生的离子或者离子团与氧气结合的速度加快。同时，在相同的磁场强度条件下，火焰的高度随旋转角速度的增加而增大。

     同样，在研究磁场对油池旋转火焰燃烧特性时作了诸多假设，比如假设火焰轴对称分布，所有气体都服从理想气体定律，黏性扩散忽略不计。对于本课题的研究这些假设同样可以借鉴。在不同高度下研究火旋风的燃烧特性，可以假设除了高度不同外其他变量忽略不计。

     为了搞清火旋风的燃烧机理和温度场的分布状况，找出有效的抑制火旋风发展的方法，为此，杨春英 武红梅等人在实验室进行了模拟实验研究。该实验的模拟方法为：在油池上覆盖一个旋转发生桶。即在一个圆管上开对称的竖直槽，槽一边管壁沿截面圆切向展开，在空气中加细水雾作为跟踪粒子，使其切向进入旋转发生桶，驱动桶内流场旋转。受浮力作用，中心羽流竖直向上流出，从而产生火旋风产生的条件，很好的模拟了火旋风。并且可以通过调节进风口的速度，调节火焰。本实验应用二维激光多普勒测速计L D V系统[3],通过观察和测量火旋风的卷吸的现象,对火旋风速度场进行了有效的测量,获取了火旋风的径向速度、切向速度和轴向速度等特性参数,深化认识火旋风的卷吸机理;用热成像和热电偶方法采集得到了火旋风的温度场的结构和形状为下一步进行火旋风卷吸的现象的实验研究打下了良好的基础。