In this study, the dependence of minimum ignition energies (MIE) on ignition geometry, ignition source radius and mixture composition is investigated numerically for methane/air and iso-octane/air mixtures. Methane and iso-octane are both important hydrocarbon fuels, but differ strongly with respect to their Lewis numbers. Lean iso-octane air mixtures have particularly large Lewis numbers. The results show that within the flammability limits, the MIE for both mixtures stays almost constant, and increases rapidly at the limits. The MIEs for both fuels are also similar within the flammability limits. Furthermore, the MIEs of iso-octane/air mixtures with a small spherical ignition source increase rapidly for lean mixtures. Here the Lewis number is above unity, and thus, the flame may quench because of flame curvature effects. The observations show a distinct difference between ignition and flame propagation for iso-octane. The minimum energy required for initiating a successful flame propagation can be considerably higher than that required for initiating an ignition in the ignition volume. For iso-octane with a small spherical ignition source, this effect was observed at all equivalence ratios. For iso-octane with cylindrical ignition sources, the phenomenon appeared at lower equivalence ratios only, where the mixture's Lewis number is large. For methane fuel, the effect was negligible. The results highlight the significance of molecular transport properties on the decision whether or not an ignitable mixture can evolve into a propagating flame.

在这项研究中，对甲烷/空气和异辛烷/空气混合物的最小点火能量 (MIE) 对点火几何形状、点火源半径和混合物成分的依赖性进行了数值研究。甲烷和异辛烷都是重要的碳氢燃料，但它们的路易斯数差异很大。贫异辛烷空气混合物具有特别大的路易斯数。结果表明，在可燃极限内，两种混合物的 MIE 几乎保持不变，并在极限处迅速增加。两种燃料的 MIE 在可燃性限值内也相似。此外，对于稀混合物，具有小球形点火源的异辛烷/空气混合物的 MIE 迅速增加。这里刘易斯数大于 1，因此，由于火焰曲率效应，火焰可能会熄灭。观察结果显示异辛烷的点火和火焰传播之间存在明显差异。启动成功的火焰传播所需的最小能量可能比启动点火空间中的点火所需的能量高得多。对于具有小型球形点火源的异辛烷，在所有当量比下均观察到这种效应。对于具有圆柱形点火源的异辛烷，该现象仅在较低的当量比下出现，此时混合物的路易斯数较大。对于甲烷燃料，影响可以忽略不计。结果强调了分子传输特性对决定可燃混合物是否可以演变为传播火焰的重要性。启动成功的火焰传播所需的最小能量可能比启动点火空间中的点火所需的能量高得多。对于具有小型球形点火源的异辛烷，在所有当量比下均观察到这种效应。对于具有圆柱形点火源的异辛烷，该现象仅在较低的当量比下出现，此时混合物的路易斯数较大。对于甲烷燃料，影响可以忽略不计。结果强调了分子传输特性对决定可燃混合物是否可以演变为传播火焰的重要性。启动成功的火焰传播所需的最小能量可能比启动点火空间中的点火所需的能量高得多。对于具有小型球形点火源的异辛烷，在所有当量比下均观察到这种效应。对于具有圆柱形点火源的异辛烷，该现象仅在较低的当量比下出现，此时混合物的路易斯数较大。对于甲烷燃料，影响可以忽略不计。结果强调了分子传输特性对决定可燃混合物是否可以演变为传播火焰的重要性。在所有当量比下都观察到了这种效果。对于具有圆柱形点火源的异辛烷，该现象仅在较低的当量比下出现，此时混合物的路易斯数较大。对于甲烷燃料，影响可以忽略不计。结果强调了分子传输特性对决定可燃混合物是否可以演变为传播火焰的重要性。在所有当量比下都观察到了这种效果。对于具有圆柱形点火源的异辛烷，该现象仅在较低的当量比下出现，此时混合物的路易斯数较大。对于甲烷燃料，影响可以忽略不计。结果强调了分子传输特性对决定可燃混合物是否可以演变为传播火焰的重要性。