研究声与火焰的作用具有重要的工程价值和学术意义，部分预混火焰的声场响应行为是其中的重要组成部分，尚未获得系统深入的研究与认识。　　 为了探索部分预混火焰声场响应行为的总体规律和典型特征，以声场作用下的本生型甲烷/空气层流部分预混火焰为研究对象，搭建了强迫式振荡火焰实验台，通过火焰可视化测试手段、图像处理技术、线性火焰动力学理论和非线性分析方法等方式，系统地给出了双火焰和三火焰在声场作用下的总体动力学行为，细致地研究了预混锋面和扩散锋面上的典型声场响应特征。本文的主要工作和成果如下：　　 1．部分预混火焰在声场作用下的总体动力学规律应用火焰刷的方法描述了部分预混火焰的锋面运动。研究中发现，声场作用下，部分预混火焰上游区域和下游区域的锋面运动行为分别由不同的火焰动力学机理控制。上游的锋面运动以声场激励为驱动方式，火焰刷的锋面轮廓线分层排布，并存在明显的密集区；下游的锋面运动由声场激励和火焰自身不稳定性共同控制，火焰刷的锋面轮廓线交错且无序化分布。　　 通过火焰刷的厚度、宽度、总体密度和局部密度等几何特征，探讨了锋面运动的轴向位移、径向位移、运动行为的周期性和规则程度。研究结果表明，化学当量比和预混气流速，是影响部分预混火焰声场响应行为的重要参量，决定了声场激励作用和火焰自身不稳定性对锋面运动的控制程度。研究还发现，根据化学当量比和Lewis数的不同，三火焰在声场作用下形成了三种不同的锋面运动特征。其中，第二类三火焰与双火焰具有相似的扩散锋面声场动力学特征，是深入认识三火焰典型声场响应行为的关注对象。　　 2．双火焰预混锋面的典型声场响应行为基于锥形火焰的线性化G-方程，建立了描述双火焰预混锋面运动过程的火焰动力学模型，给出了锋面脉动位移的解析解。研究中发现，预混锋面在声场作用下存在两种运动行为，包括沿锋面法向的传播运动和沿锋面切向的对流运动，对流波是两种运动形式产生的主要锋面特征。推导出了对流波的波长、波数和幅值的表达式。其中，波长由锋面切向速度分量和脉动频率决定，波数与无量纲火焰Strouhal数成正比，幅值主要受相对速度脉动振幅和锋面锥形底角正弦值的影响。研究中还发现，对流波的波形主要与声场速度维度有关，火焰锋面上，一维脉动流形成褶皱结构，二维脉动流产生尖头结构。　　 借助预混锋面时间序列图像和火焰动力学模型，研究了双火焰预混锋面在大振幅声场作用下的非线性运动行为。通过实验观察和理论分析得出结论，火焰下游区域的孤立体(pocket)现象和尖端变形是典型的非线性声场响应行为。同时，根据火焰长度和氧浓度的测量结果，双火焰预混锋面的火焰传播速度在声场作用下被强化，形成机理是，声场振荡行为使火焰区域内的掺混效果加强，增加了预混锋面附近的氧浓度。此外，大口径燃烧器增强了双火焰预混锋面运动的非线性程度，锋面上形成了：1）水动力不稳定性与声激励作用相互耦合；2）大振幅压缩效应。　　 3．双火焰和三火焰扩散锋面的典型声场动力学特征通过实验观察得出结论，轴向对流运动是双火焰和三火焰扩散锋面在声场作用下的主要运动行为；对流波在锋面上形成尖头结构，波长等于平均流速与脉动频率的比值。提出并成功实现了火焰红外信息和纹影信息一体化的可视化技术，测量结果表明，尖头结构形成了“手指”状的热边界层，扩散锋面的热量演化行为由尖头的发展过程决定。时均效果上，声场作用于部分预混火焰的扩散锋面，明显地降低了火焰的长度和面积，强化了反应区域的扩散过程。　　 锋面运动的频域分析表明，声频率是扩散锋面运动行为的主要频谱特征，同时，随着声场振荡强度增加，锋面将出现低频旋转运动。　　 声激励下扩散锋面的火焰刷图像符合分形特征，分形维数能够描述锋面运动行为的非线性程度。