通过对平面激光诱导荧光（PLIF）图像进行分析, 可以获得湍流火焰中的火焰面密度（Σ）、 火焰刷厚度和湍流燃烧速度等关键参数, 通过二维火焰图像及火焰参数可建立三维火焰模型。 但目前二维PLIF图像能否精确反映三维火焰结构尚不明晰。 该研究用正交PLIF技术测量了甲烷/空气预混湍流火焰横截面（垂直于火焰传播方向）和纵截面（平行于火焰传播方向）上的二维OH分布, 然后通过对OH-PLIF图像的分析计算了火焰两截面的Σ, 并分别比较了不同燃烧器出口速度、 火焰不同位置和不同燃空当量比条件下, 火焰两截面的Σ的差别。 实验结果表明, 在相同条件下, 火焰纵截面的Σ均比火焰横截面的Σ偏小, 其差值大小与燃烧器出口速度, 火焰位置和燃空当量比相关。 这一现象说明, 最常采用的二维PLIF技术, 在精确反映三维火焰结构时具有一定的局限性。

实现火焰反应区和不同中间组分的在线二维瞬态成像, 在湍流燃烧的基础研究中具有十分重要的意义。 用Nd∶YAG激光器的5倍频输出(2128 nm)作为光源, 通过激光光解诱导荧光技术在甲烷/空气预混火焰中, 成功实现了火焰反应区的瞬态成像, 并首次采用该技术实现了CH3的在线瞬态成像测量。 分析了该方法同其他荧光标示物在反应区二维瞬态成像方法的优势, 并研究了火焰燃烧过程中其他燃烧中间产物和不同燃空比对CH3单脉冲成像的影响, 讨论了现有条件下该技术的应用范围。 根据实验结果, 在燃空比Φ=12的条件下, 在反应区我们获得了信噪比约为8的单脉冲成像, 分析火焰中CH3的单脉冲成像结果可知火焰燃空比在10～14之间时, 或者火焰中CH3的浓度大于93×1015 molecules·cm-3信噪比较好。 该项技术在动力机械及其他研究领域的应用有十分重要的参考价值。Using Laser Photodissociation-Induced Fluorescence