现代航空发动机低污染高温升的设计要求迫使燃烧组织在低油气比下进行,容易产生燃烧的不稳定等问题。导致燃烧室内产生燃烧不稳定的因素比较复杂,辨识出可能的激励源能够为抑制不稳定燃烧提供依据。本文的主要研究内容如下:1)建立模型旋流燃烧室,对不稳定燃烧激励源特征进行了实验研究。分析时域信号发现油气比改变会导致燃烧稳定性发生变化,一定程度范围内,油气比越高,燃烧越趋于稳定。2)从压力脉动信号中分解出主要的激励因素,并进行了验证。首先通过经验模态分解（EMD）将原始信号分解为一系列不同时间特征尺度的本征模态函数（IMFs）,然后对各IMF进行快速傅里叶变换（FFT）变换,获得了各自对应的主频。最后分别与同参数冷态工况下压力脉动信号、燃烧状态下CH*脉动信号以及高速CCD图像的火焰面振荡信号频谱进行对比,发现了各主要IMF具有重要的物理意义。研究表明从燃烧室压力脉动信号中可以识别出进气旋流脉动、释热率脉动和火焰面的周期性变化等激励源特征。3)通过对旋流数、燃料类型、雷诺数及燃烧室结构的变化分析其对激励源特征的影响,发现在一定范围内:旋流数对激励源特征的影响较小;对于丙烷、丁烷,燃烧过程中识别出的信号特征较为相似,而甲烷则差异较大;油气比不变时,雷诺数增大会导致IMF1主频随之明显增大;燃烧的结构变化对激励源特征的影响非常明显,对于长度较短的燃烧室,其稳定燃烧时的CH*信号未存在明显主频。但对于振荡剧烈的燃烧状态,无法获得有效的二、三阶信息。4)采用LES方法对燃烧室不稳定燃烧进行模拟,获得燃烧室内流场结构。可知旋转气流的扩张在燃烧室内形成主流区及剪切层,整体上呈现出对称性。气流经一级旋流器气流射出后与周围空气产生内部剪切层;经二级旋流器射出后与周围空气产生外部剪切层,旋向与一级相反;在临近旋流器出口处两股气流之间也形成了中间剪切层。.火焰稳定在剪切层。在一定范围内,对于不同的油气比,燃烧室中心截面的流场分布规律类似,油气比的增大使得燃烧室内温度上升,燃料的密度下降,因此射流速度上升,导致中心回流区的范围扩大。对实验中观测到的振荡工况通过独立改变激励频率和激励振幅进行大涡模拟计算,并获得火焰描述函数,在此基础上用课题组开发的低阶热声网络模型进行了燃烧不稳定预测,预测结果与实验较为吻合,证明了该方法的有效性。5)开发了燃烧室不稳定燃烧在线诊断系统。基于上述模型旋流燃烧室不同工况下不稳定燃烧的实验研究,获得动态压力脉动数据;随后建立不稳定燃烧模式-压力脉动数据库;最后在该数据库的基础上,采用隐马尔科夫模型（HMM）作为学习和预测工具,建立模式与压力脉动信号之间的概率模型并对不稳定燃烧模式进行在线识别。研究结果表明,基于实验数据的HMM方法能够较准确识别不稳定燃烧模式。