随着节能减排的法规日益严格,湍流预混燃烧因为其清洁高效的特点被广泛使用于各类先进燃烧装置中。然而在实际应用中发现,湍流预混燃烧过程常会受流体动力学不稳定性（Darrieus-Landau,DL不稳定性）的影响而偏离预设工况,从而导致热效率降低、排放恶化等情况,这为先进燃烧技术的开发带来诸多挑战。所以,目前亟需解决的科学问题是湍流预混燃烧中的DL不稳定性与湍流相互耦合作用的定量分析问题,为揭示DL不稳定性放大扰动进而影响火焰面结构改变燃烧过程的内在机制,探究DL不稳定性与湍流之间的作用规律,本文基于本生燃烧器研究平台对湍流预混火焰开展了一系列试验和模拟研究工作,主要内容和结论如下:（1）基于不同本生燃烧器研究了弱湍流预混火焰（雷诺数为2200-4400）中DL不稳定性对火焰面特征的影响。结果表明,在弱湍流预混火焰中DL不稳定性的作用占主导,湍流对DL不稳定性有促进作用。燃烧器结构变化会影响燃烧器出口入流扰动能量分布,进而影响DL不稳定性作用。借助小波分析手段对入流扰动能量分布进行解析,结合DL不稳定性产生机制可以求得特征参数有效扰动占比,有效扰动占比不仅可以预测工况中DL不稳定性是否存在,并且可以用于表征DL不稳定性的作用强弱。（2）构建不同出口直径尺寸的本生燃烧器,量化分析了湍流预混火焰（雷诺数为1000-8500）中DL不稳定性与湍流相互作用对火焰面特征和燃烧速度的影响。结果表明,在中强湍流燃烧过程（雷诺数大于4500）中,湍流通过影响入流扰动能量分布和影响火焰面褶皱两个途径与DL不稳定性发生相互耦合作用。进而通过有效扰动占比构建了湍流燃烧速度预测计算公式,可以描述两者相互耦合作用下湍流燃烧速度的变化规律。（3）构建可预测湍流燃烧速度的计算公式后,基于不同出口直径的本生燃烧器开展了对不同当量比、雷诺数（1000-8500）的湍流预混燃烧的火焰传播特性试验研究,借此对该预测计算公式进行了全面的验证。研究结果表明:当量比通过影响有效扰动占比从而影响DL不稳定性和湍流的耦合作用,引入有效扰动占比的计算公式可以很好的预测不同工况下的火焰传播速度。（4）利用非线性大涡模拟耦合部分搅拌器燃烧模拟方法对DL稳定和DL不稳定工况下层流、湍流预混火焰进行了模拟研究。对比不同工况下火焰面曲率和切向拉伸率的对应关系,从而分析湍流与DL不稳定性的相互作用规律。结果说明湍流和DL不稳定性在火焰面处存在明显的竞争关系,随着湍流强度的增加,强拉伸会影响DL不稳定性产生的火焰面褶皱从而抑制DL不稳定性的作用大小。综上所述,本文对DL不稳定性在不同强度湍流预混火焰中的作用变化规律进行了系统性研究,研究结果表明湍流通过影响燃烧器出口流动和影响火焰面褶皱两条途径与DL不稳定性发生相互耦合作用,其中湍流对出口流动分布的影响可以通过有效扰动占比衡量,由于该途径在中强湍流条件下占主导地位,所以基于有效扰动占比构建的燃烧速度计算公式可以很好的预测不同工况下湍流燃烧速度。