随着人民生活水平的提高及环境保护意识的增强，燃料燃烧带来的环境污染问题越来越受到人们的关注。贫燃预混、空气分级等低NOX燃烧技术都可以有效的降低燃烧过程中的NOX的生成，却可能导致火焰热声不稳定现象的发生，使火焰失稳、熄灭甚至对燃烧室造成致命的破坏。因此，为了解决稳定燃烧与污染物低排放之间的矛盾关系，本文对预混燃烧过程及火焰热声不稳定性开展了数值模拟研究工作。 首先，本文以FLUENT软件为平台，构建了合理的数学物理模型，对甲烷预混燃烧过程进行了数值模拟，模拟结果显示，随着化学当量比F的不断减小，由旋流和壁面压缩的共同作用所产生的中心回流区在轴向逐渐向燃烧室下游扩张，在径向则呈膨胀趋势。而化学当量比F接近于燃料的熄火极限时，中心回流区的长度有所增加；同时，高温区向下游移动，火焰在轴向拉伸，在径向膨胀。火焰的大幅后移严重影响了火焰的动力学稳定性，增大了脱火的可能性。 其次，本文将气动声学中的FW-H 方法与湍流燃烧的计算流体力学相结合，对甲烷预混火焰稳定性进行数值分析，结果显示，化学当量比F是影响燃烧稳定性的关键因素。过低或过高的化学当量比F都会引起燃烧室内压力场、温度场及速度场的强烈脉动，诱发不稳定燃烧。在贫氧的情况下，随着F的提高，压力脉动逐渐转入低频振荡模式，而振幅显著增大；在富氧的情况下，随着F的降低，压力脉动加强，振幅也有较大程度的提高。 对于预混燃烧过程，在贫氧或贫燃的情况下，火焰热声耦合振荡现象都会发生，而在贫氧或贫燃熄火极限附近，火焰的热声不稳定性表现得最为强烈。本文的研究结果为“液体燃料预混燃烧的过程中热声耦合振荡的发生规律与控制策略研究”提供了理论基础和技术数据。