液体、固体燃料广泛应用于民用及国防工业。可燃气液、气固两相云雾爆炸是目前工业生产主要灾害类型之一;同时,云雾作为爆炸能源,提高爆炸威力是国家安全急需解决的重大课题。本文以气液、气固两相云雾为研究对象,通过实验和理论研究,探索气液、气固两相云雾浓度、湍流及其爆炸物理特征。主要工作和创新性成果如下:设计研发出与云雾爆炸机理研究相适应的瞬态浓度粒度测量系统和瞬态云雾湍流测量系统。研发一种与云雾爆炸机理研究相适应的瞬态云雾场测量系统,是云雾爆炸基础研究的关键。基于多相爆炸机理研究需求,通过多种浓度粒径测量方法的对比分析,选择基于光学全散射法原理设计瞬态浓度与粒径测量系统;建立的瞬态浓度与粒径测量系统,采样时差小于1ms,粒径测量偏差小于1μm、浓度测量偏差小于5%。测试系统与多相云雾爆炸机理研究相适应,解决了长期以来瞬态云雾浓度难以观测和分析的重大基础课题,为云雾爆炸机理深入研究提供了重要的观测手段。运用PTV精确表征流场的技术优势,结合多相云雾流场特点和观测需求,成功设计开发了瞬态云雾湍流测量系统;通过多种粒子匹配算法的比较,并结合瞬态云雾的自身特点,通过粒子匹配几率法进而实现了系统流场粒子的匹配计算,解决了高速流场、运算效率、计算精度等设计关键技术;运用滑动最小二乘积法实现了流场数据矢量的插值计算,并得到了较好的插值计算结果;通过蒙特卡罗数值模拟方法的系统可靠性验证及系统适用性验证,瞬态云雾湍流测试结果可靠,实现了瞬态云雾流场的非接触式观测,为云雾湍流与爆炸相互作用的深入研究提供了新途径。通过实验与理论分析,研究浓度湍流耦合规律及其气液两相爆炸的力学特征,得到云雾粒径与液体燃料物理力学性能的相关规律;得到烷烃类云雾C5-C10（除C9）气液两相的爆炸浓度极限、爆炸压力和温度、最小点火能随粒径和湍流的变化规律;建立了正烷烃云雾最小点火能与云雾平均特征粒径的相关性模型;建立了云雾爆炸参数与湍流的相关性模型;验证了多年前Williams和Polymeropoulos关于特定粒径尺度范围使云雾爆炸强度突变的预测。研究发现:正己烷(C₆H₁₄)、正庚烷(C₇H₁₆)、正辛烷(C₈H₁₈)和正癸烷(C₁₀H₂₂)云雾爆炸下限与其C元素个数具有线性关系;正烷烃云雾爆炸下限均随粒径增大而增加;40μm粒径正烷烃云雾最小点火能比纯气相最小点火能增加了2个数量级。以微米、纳米铝粉及微米、纳米混合铝粉作为研究对象,探索铝粉粉尘分散的物理特征,揭示了微米铝粉与纳米铝粉气固两相分散的本质区别。研究发现:对于不同气动分散的纳米铝粉云雾,与其扫描电子显微镜（SEM）下纳米铝粉的本征平均特征直径相差一个数量级,纳米粉尘云雾具有明显的团聚效应,与微米铝粉存在本质区别。以微米、纳米粉尘为实验研究对象,结合其气固两相分散的物理特性,研究湍流条件下微米、纳米铝粉粉尘云爆炸的物理特征和最大有效燃烧速度,得到铝粉气固两相爆炸参数随湍流强度的变化规律,揭示了湍流条件气固两相爆炸的物理特征。研究发现:微米、纳米铝粉云雾爆炸超压峰值随湍流线性增加;相同湍流强度条件下,纳米铝粉云爆炸超压峰值大于微米铝粉云爆炸超压峰值;在较低湍流强度下,粒径间的团聚力对最大超压上升速率抑制作用明显;随着湍流强度的增加,粒径间的团聚力对粉尘爆炸强度的影响减弱。