由于外界横掠风的作用,火焰的行为变得更为复杂。与静止状态下的火焰相比,受到外界横掠风影响的火焰更符合生活中的火灾情形,其特征研究更具有现实意义。本文采用实验和数值模拟相结合的方法,研究横掠风对扩散火焰的扰动特性,包括横掠风对扩散火焰投影灰度分形维数特征的影响、扩散火焰图像特征(火焰形态、火焰高度、火焰面积、火焰横向偏移长度)、扩散火焰的顶棚气流涡旋特性。研究结果将为火灾科学的发展提供理论依据。通过直线运动扩散火焰实验台,研究了横掠风对扩散火焰投影灰度分形维数特征的影响。结果表明:横掠风的作用产生切向力,与燃烧产生的浮力共同作用引起火焰分形发生变化,比静止火焰更加复杂;横掠风影响下扩散火焰投影灰度的分形维数值可分3阶段,燃烧控制区随速度增大而增大,过渡区随速度增大而减小,横掠风控制区随速度变化趋于平稳。在风洞实验系统中对横掠风影响下油池火扩散火焰图像进行了特征分析,结果表明:当横掠风风速为v=0 m/s时,油池火焰居中并无偏移,且火焰的高度值呈高低周期性的波动;随着横掠风风速的增加,火焰发生偏移,火焰四周的气流运动速度随之增加,湍动程度也随之增加,并在火焰边缘处出现不规则的涡旋。没有横掠风影响时,火焰高度、面积波动范围最大,随着横掠风风速的增大,火焰高度、面积波动范围总体呈减小趋势的,小风速时0.5 m/s火焰高度、面积的最大值最大,其后随风速增加减小。当横掠风风速增加时,油池火焰的横向偏移长度的最大值及其变化范围都呈现出先增大后减小的变化趋势。利用FDS模拟软件Pyrosim建立扩散火焰风洞实验系统模型,研究了横掠风对扩散火焰的顶棚气流涡旋特性影响。结果表明:横掠风的存在及其大小对扩散火焰的顶棚气流涡旋的生成和传播有显著的影响,涡旋的运动周期随着横掠风风速的增大而减小,顶棚气流出现涡旋的位置随着横掠风风速的增大而越靠近风洞出口,顶棚气流出现涡旋的时间随着横掠风风速的增大而增大。以上研究,对横掠风下的扩散火焰特性有了一个较全面的认识,为火灾火焰蔓延与灭火提供了一些理论依据。