本文以火花点火式发动机作为研究对象,以内燃机燃烧室声学数值模拟为基础,结合可视化发动机技术,建立燃烧过程中热—声耦合引起的燃烧室压力场变化模型。通过对燃烧过程和声场发展互相影响的研究,定性地揭示燃烧过程中热—声耦合对声学过程的影响机理。在内燃机工程实际中可以为内燃机燃烧过程的模拟研究以及燃烧过程的优化提供新的理论和技术。开展基于声学理论、可视化发动机技术的内燃机燃烧室结构声学特性的研究。以火花点火发动机为研究对象,在分析可视化试验数据的基础上,建立描述此燃烧室结构特征的声模态计算模型,并进行频响分析;燃烧室声模态研究将涉及燃烧室形状、尺寸等结构固有特征,同时考虑温度、介质等随燃烧变化的动态因素。研究结果表明,燃烧室空腔模态随着发动机工作过程气体温度的急剧上升而增大;燃烧压力振荡是燃烧室空腔多阶模态在燃烧压力激励下共振的结果。结合现代测试技术,开展燃烧激励下瞬态声场的研究。利用高速摄影机对燃烧过程描述的结果,分析燃烧的发展过程,并对燃烧室进行分区。基于已燃区和未燃区等燃烧特征,建立声学时域计算模型,开展单点和多点激励状态下的燃烧室压力波瞬态响应计算,研究燃烧室压力场的时域特性和变化规律。研究结果表明在高温高压下,燃烧室内压力波动将加剧缸内压力分布不均匀性,造成局部地区的压力异常。结合可视化试验结果,可以得出结论:热—声耦合机理中,燃烧所产生的压力波动对于燃烧过程会产生反作用。