Belousov-Zhabotinsky(BZ)反应和Brusselator反应均是典型的化学振荡反应体系。国内外许多学者对这类反应的非线性现象进行了广泛研究。由于催化剂的存在,系统往往会涉及不同的时间尺度,这导致系统的非线性行为更加复杂。本论文以BZ和Brusselator两类催化反应为研究对象,结合微分动力系统中分岔理论及快慢动力学分析、包络快慢分析和数值模拟等方法,研究了由于不同时间尺度耦合导致的快慢效应,发现了系统中存在各种簇发振荡行为,给出了相应的机理解释。具体内容如下:在受到外界激励作用或含有分数阶微分时,BZ反应中系统极易涉及不同时间尺度。当激励频率较低时,系统中出现新的簇发振荡行为,并利用快慢动力学分析方法和转换相图法揭示了其产生机理。此外,对簇发现象中分岔点附近轨线的转迁行为进行了深入分析,并利用理论分析和数值模拟相结合的方法对该簇发振荡中典型的激发态滞后行为及其产生机理进行了研究。当周期扰动的频率远远高于系统的固有频率时,外激励趋于快变过程,这导致BZ反应中出现不同的快慢振荡行为。基于单慢变量包络快慢分析方法,对该周期激励系统中的多种簇发现象及其产生机理进行了详细研究。同时,讨论了参数变化对系统非线性行为的影响,发现了系统存在由简单运动通向复杂振荡的倍周期分岔途径。在BZ反应中引入分数阶微分,将整数阶系统推广为多尺度耦合的分数阶微分系统。基于整数阶和分数阶微分方程的稳定性理论,对整数阶和分数阶系统平衡点的稳定性进行了判断和比较。利用快慢动力学分析方法首次分析了两尺度耦合的分数阶系统中存在的快慢振荡行为及其产生机制。并讨论了不同的分数阶阶次对快慢振荡现象及其内部机理的影响。通过引入坐标变换,将经典的Brusselator系统变形为与之拓扑等价的并且可以分离快慢子系统的模型。分析了坐标变换后的系统中快子系统的稳定性条件和分岔行为,理论分析结合数值模拟研究了不同平衡点的吸引域。利用快慢动力学分析方法对新模型中的快慢行为及其机理进行了研究。