随着汽车工业的快速发展,汽车尾气排放对大气的污染问题不容小觑,碳烟是汽车尾气的组分之一,如何高效抑制碳烟可以对大气污染的治理具有重要的现实意义。脉动燃烧与传统的稳态燃烧相比,具有更高的燃烧效率可有效地抑制碳烟颗粒的生成。将自激脉动燃烧与强迫脉动燃烧相结合,弥补了它们本身的缺点,使得碳烟抑制的过程具备经济性的同时具有较高的可控性。在本研究中,利用扬声器提供火焰与声波共振的初始扰动诱发可主动控制的脉动燃烧状态,深入探究了火焰相对位置、频率、燃烧器结构、声波波形等因素对碳烟抑制效果的影响,并对火焰波动过程进行可视化分析,对希金斯管内声波和火焰的响应进行了讨论。研究结果表明,在169 Hz的频率下,火焰在管的两端时,碳烟抑制效率较高（90%以上）,而在管的中部时,碳烟抑制效率较低（10～20%）。在346 Hz的频率下,火焰位于玻璃管中部时,碳烟抑制效率较高（可达99%）,而火焰位于玻璃管两端时,碳烟抑制效率较低（约10%）。输入声场产生的驻波导致空气质点在玻璃管内不同相对位置的最大速度不同。碳烟抑制效率与最大质点速度呈一致关系。总的来说,碳烟抑制率随着最大质点速度的增加而增加。声波波形对碳烟抑制率有一定影响,其根本原因是不同波形的声波所携带的能量不同,高能声波可获得更佳的碳烟抑制效果。在对火焰的可视化分析中发现,在声波高频且输入电压较大的情况下,会出现火焰实际波动频率与声波频率不符的现象。造成该现象的原因为声激励振荡诱发的脉动燃烧形成的声场并非为单一频率,而是一个由扬声器输入频率为主频并伴随有多个不同频率谐波的叠加声场。而低频声波由于携带的能量较高,对火焰状态的影响会更明显。并在声激励振荡产生的声波波形图中观察到了“拍”的现象,因此提出了将声激励振荡脉动燃烧与受迫振动类比的理解方法。为声激励振荡脉动燃烧的数学建模提供了新思路。