超燃冲压发动机的关键技术之一是超声速燃烧。由于超声速燃烧流场具有三维、湍流、非稳态等特性,平面激光诊断技术很难精确全面地描述整个燃烧流场。计算断层成像（CT）技术在获得各个断面投影的基础上,通过重构计算,可以得到三维结构图像;化学发光是化学反应中激发态粒子跃迁所释放的光子辐射,能够反映燃烧与火焰结构信息。将二者结合,发展成为化学发光计算断层成像（CTC）技术,特别适用于三维非稳态燃烧流场和相应火焰结构的研究,具有重要的研究价值和良好的发展前景。本文针对CTC技术进行了初步的研究,并利用CTC技术对三组稳态火焰进行了重构,同时结合数值模拟结果开展了进一步的分析。首先,进行了CTC重构算法研究。分析影响重构结果的各种因素,构造虚拟模型,针对各种因素分别进行仿真研究,研究发现:利用合适的权系数矩阵简化计算方法和迭代场（包括初场）限制方法,能够有效地提高重构效率;投影角度数量过大会导致重构速度急剧减小,而且可能会带来重构质量的下降;每个投影角度下的投影射线数量越大,则重构质量越高,但重构速度越小;松弛因子λ的选取与噪声相关,在噪声较大时,必须选取较小（小于0.1）的λ才能保证迭代收敛。在上述研究的基础上,将重构算法扩展到三维,提出三维权系数矩阵简化计算方法、分割重构区域及计算过程方法,克服了三维重构所需计算资源过大的缺点,得到了较好的重构结果。然后,开展了二维层流预混火焰结构的数值模拟。在化学反应机理中特别引入能够产生化学发光的激发态粒子与相应的基元反应,得到激发态粒子OH*的摩尔浓度场与反应放热率。最后,利用CTC技术开展试验研究。构造三组稳定火焰,分别利用CTC技术进行重构,得到激发态粒子OH*（或CH*）化学发光。通过对比二维CH₄/Air火焰化学放光的实际拍摄图像与重构图像,验证了CTC技术的可行性。通过对比H₂/Air二维层流预混火焰的OH*摩尔浓度、反应放热率与OH*化学发光,分析火焰结构,发现:三者均发生在火焰反应区附近,能够表征反应区的位置;OH*化学发光不能表征OH*摩尔浓度,但可以一定程度上表征反应放热率;流速增加会使火焰中的反应逐渐向顶部聚集,而当量比对其影响规律不甚明确,有待进一步研究。通过分析三维化学发光场的断面重构图像,发现能够较好地反映实际火焰结构的信息,但在变化梯度较大区域,重构精度不够高。