中文摘要：

湍流部分预混燃烧是一个完全新的研究课题，它的独特火焰结构至今不为人们所了解，致使国外燃烧学者们视它为未来研究方向之一。该项目通过对部分预混火焰结构的测量实验，深入了解其火焰的实质性结构，结合超音速燃烧的特点，建立超音速部分预混燃烧的小火焰模型，研究碳氢燃料的详细化学反应机理，生成层流小火焰库，更详细地数值模拟双燃烧室冲压发动机的真实燃烧过程，从而能够对超音速燃烧领域有进一步深入认识,并提高燃烧效率和增大高超音速飞行器的推力。

结论摘要：

超音速燃烧过程是一个复杂的化学反应流动过程，将小火焰模型与超燃过程结合，能够更详细地模拟其真实燃烧过程，这对于高超飞行器的发展具有重要意义。由于小火焰模型是模拟碳氢化合物详细反应机理的湍流燃烧是较为经济可行的办法，本项目首先在将小火焰模型成功应用在预混和扩散火焰基础上，确立了超音速部分预混燃烧的小火焰模型。另外，为解决目前超音速燃烧模拟中对燃烧过程过于简化以致对燃料的裂解及详细化学反应过程模糊不清的问题，本项目开展了碳氢燃料燃烧过程的详细化学反应规律的研究，发现裂解和脱氢反应是大分子烃生成小分子烃的重要过程，为此展开了碳氢化合物在扩散火焰和预混火焰中的裂解和碳黑生成机理研究，并进行了煤油在一定热负荷下析碳特性的计算。然后在小火焰模型在贫燃预混火焰以及湍流扩散火焰中成功应用基础上，结合具体超音速燃烧室结构，针对超音速剪切射流和支板式结构的燃烧过程进行研究，总结了超音速燃烧的特征以及反应规律，为超音速燃烧的发展提供了理论依据。