本文首先对燃烧、声学及振动的基本理论进行论述,分析了火焰、声学及结构的物理学模型及有限元模型,并针对本文建立的有限元模型进行理论验证以及实验验证。之后对耦合理论进行简介,分析热-声-固耦合机理,建立双向耦合数值模型。本文采用单种频率的声波进行瞬态模拟研究分析,通过将入口条件设置为脉冲式入口,来模拟单种燃烧频率下的不稳定燃烧。通过研究不同燃烧条件下的燃烧室内部参数变化规律及燃烧室结构动力学特性,对燃烧室热-声-固耦合特性进行分析。研究表明:本文用CFX软件模拟声波传递,模拟结果与理论计算结果基本吻合,为双向耦合过程中声波传递模拟提供了一个有效的方法;随着空燃比从0.6升至1.4,燃烧室内平均温度升高15%,高温区域后移;声压幅值随着空燃比上升而增大134.8%,频率不发生改变;随着空燃比增大,火焰不稳定性变强;受热声耦合作用影响,燃烧室内部不同位置声压不同,靠近出口处声压幅值降低,下降幅度约75%;声压应力波主要由燃烧频率的前五倍频合成,其中一倍频对应力波的影响最大;燃烧室受热应力与声压应力共同作用,热应力与声压应力量级相同,两者对结构的影响皆不可忽略,且声压应力为交变应力,易引起结构共振;高热应力区域与声压应力较高的区域有所重叠,在壁面拐角处,应力较大,这些区域产生的局部应力集中现象,会导致疲劳裂纹的萌生和扩展;燃烧室结构对声压的响应与声压激励频率有关,当激励频率与燃烧室结构固有频率接近时,声压应力会显著提高。