预混气体燃烧在工业燃烧装置中获得越来越多的应用,深入研究预混燃烧的原理和技术,具有节约能源和减少污染的重大社会意义.预混V形火焰中火焰与流动的相互作用的研究关系到火焰结构,火焰传播,火焰稳定,火焰锋面不稳定性,烟黑过程,以及污染物形成等燃烧过程的一些基本环节.该文工作利用国家微重力实验室的地面燃烧实验台,综合使用多种试验手段对预混V形火焰的流场进行了详细的实验测量,主要研究了火焰传播的规律以及燃烧过程中的不稳定现象.介绍了Wollaston棱镜差分干涉仪的工作原理,用差分干涉法研究了预混V形火焰的的点火、熄火和回火过程的特性以及稳定杆对V形火焰的影响.发现在点火过程中火焰后的涡街的作用是明显的,而在火焰稳定之后,涡街的作用并不明显.介绍了相干反斯托克斯喇曼光谱法(CARS)的原理和应用方法,并用CARS测量了预混V形火焰的温度分布,测量了来流的当量比对火焰上方温度的影响.将CARS方法应用到预混V形火焰的燃烧,是该文的最主要工作,包括了大量的硬件和软件调试工作.通过该文的工作,国家微重力实验室的CARS实验系统,从软件和硬件方面均已齐备,运行正常,为以后其他方面的实验测量也打下了基础.介绍了激光多普勒测速方法及其在火焰测量中的特殊应用技术,针对燃烧中多普勒信号信噪比低的特点,建立了新的前向散射系统,取得了良好的效果.详细测量了预混V形火焰的速度场,通过速度概率密度函数分析了流场的速度分布趋势和脉动特性.用EBU-Arrhenius混合反应模型对预混V形火焰流场进行了数值模拟.数值模拟结果与差分干涉的试验结果相当吻合,证明了模型选取的合理性.对不同重力水平的数值模拟表明,浮力对于火焰点燃过程中的火焰核心具有很强的加速作用,同时对预混V型火焰的张角影响很大.