随着世界能源问题与环境问题日益突出,各个国家对发动机的燃油消耗率与尾气排放提出了更高的要求。为了达到节能减排的目标,目前国际上汽油机普遍采用增压技术。但是增压发动机在低速大负荷工况下易发生爆轰,而燃烧室中形成的爆轰波能够瞬间破坏发动机。为深入研究缸内高温高压条件下爆轰的产生过程。本研究通过圆形燃烧室的二维数值模拟,首先研究了具有温度梯度的热点导致激波形成的过程,以及激波在燃烧室中的传播与壁面反射过程。在此基础上结合在快速压缩机试验中得到的可视化图像,模拟了两种不同的爆轰起爆模式:激波壁面反射起爆模式与激波加速火焰传播起爆模式。解析了发动机超级爆震现象中的爆轰起爆机理,为工程上抑制超级爆震提供了理论基础。对于激波壁面反射起爆,其过程经历了四个阶段:1)末端热点自燃;2)自燃高温区产生激波;3)激波在壁面处反射形成高温高压区;4)高温高压区起爆。在激波壁面反射过程中,入射激波在壁面区域可以发生马赫反射,三波点滑移线与壁面之间形成高温区,温度达到1200K以上,为起爆点的触发提供条件。通过对比激波反射作用与化学反应放热这两个因素对壁面区域温度压力的影响,发现它们对壁面激波反射区温度压力的提高都有一定的促进作用,其中激波反射起主导作用。通过改变未燃混合气的温度来观察燃烧室中起爆现象的变化,发现随着未燃混合气温度的降低,燃烧室内起爆时刻不断推后。由于实际发动机中燃烧室内未燃混合气能够维持高温高压状态的时间有限,低的未燃混合气温度会大幅增加起爆所需的时间,从而抑制超级爆震的发生。因此降低未燃混合气温度是抑制发动机超级爆震的一个有效途径。对于激波加速火焰传播起爆过程的模拟,其结果显示热点自燃形成的激波在已燃区中传播速度较快,而在未燃区中传播速度较慢。随着不同速度激波在中心已燃区火焰面相遇,在压力场中激波呈现“人”字形结构。该区域压力的升高加速了火焰面的传播,不断加速的火焰面最终追上激波面实现耦合,形成爆轰波。