为了深入认识燃烧轻气炮(Combustion Light Gas Gun，CLGG)燃烧室高压低温氢氧气体的燃烧机理，以及研究膛内压力波动现象和氢氧燃烧稳定控制方法，本文从CLGG燃烧室氢氧化学反应机理和零维模型数值计算、燃烧室多维氢氧湍流反应流动建模与仿真、氢氧燃烧稳定影响因素分析、燃烧室结构改进与分析等方面，研究了CLGG氢氧燃烧机理，压力波动特性以及燃烧稳定控制方法。具体研究内容如下:　　建立了CLGG燃烧室氢氧化学反应燃烧的零维内弹道模型，氢氧燃烧放热过程采用H2-O2详细多步化学反应机理描述，并编写了零维模型计算程序，其中化学反应源项通过调用CHEMKIN子函数计算。数值模拟了氢氧燃烧发射弹丸的试验，计算结果表明该模型可以用于快速预测CLGG膛内压力和弹丸初速等内弹道参数。同时，通过系统的数值计算对比分析了发射药气体的初始温度和初始压力、稀释气体对燃烧室氢氧反应燃烧特性和内弹道性能的影响，还分析了不同的H2-O2化学反应简化机理对氢氧燃烧反应速率的影响，以及氢氧燃烧时中间化学组分的质量分数变化。　　基于计算流体力学方法建立了CLGG燃烧室三维瞬态粘性氢氧气体燃烧流动内弹道仿真模型。讨论了湍流及燃烧过程的数值模拟方法，针对湍流流动采用RNGk-ε模型，燃烧过程通过EDM涡耗散模型描述。采用隐式方法和高阶迎风格式离散Navier-Stokes方程组，数值模拟了CLGG发射药气体分别为H2-O2-He和H2-O2的燃烧发射试验，获得了燃烧室温度、膛底压力和弹底压力、弹丸速度、弹丸位移等内弹道参数的时空分布规律，计算结果与试验数据较为吻合。同时针对膛内压力波动现象，分析了燃烧室火焰扩展过程和轴向压力分布变化规律，研究结果为减小压力波动和提高内弹道稳定性提供了一定的参考依据。　　在前面建立的多维数值仿真模型中计算了不同参数条件下的CLGG燃烧室氢氧燃烧过程，讨论的影响参数条件包括发射药气体成分及稀释气体比例、初始温度、初始压力和点火方式等。计算结果表明，氢气比甲烷具有更好的热物理性能，增加稀释气体比例可以提高燃烧稳定性;发射药气体装填时的初始温度和初始压力对燃烧室压力波动有着重要影响，降低初始温度和提高初始压力可以减弱压力波动现象;增加点火点数目将增大氢氧质量燃烧速率，有效减小压力波动幅度，点火能量的大小对火核形成和初期火焰的发展影响较大;研究结果对发展CLGG氢氧稳定燃烧控制方法具有重要意义。　　为了研究CLGG燃烧室氢氧燃烧稳定控制方法，针对燃烧室结构引入了多级渐扩型燃烧室，对该燃烧室结构内的氢氧燃烧过程进行数值模拟分析，讨论了多级渐扩型燃烧室结构减小膛内压力波动幅度的机理，分析了燃烧室渐扩台阶面附近回流区的流动特性等。同时根据回流区作用和凹腔结构的稳定火焰原理，设计了带凹槽的CLGG燃烧室结构，通过数值模拟得到了凹槽结构燃烧室流场流动与复杂漩涡等特征。结果表明在带凹槽结构的燃烧室中采用沿轴线多点点火方式等被动控制方法可以有效地抑制膛内压力波动现象，提高内弹道稳定性。