本文以超声速可燃气爆震燃烧为研究对象,结合高精度自适应网格加密数值模拟、实验观测与理论分析,对超声速可燃气爆震起爆、传播模态以及自持机制进行了研究。为深入了解认识超声速可燃气热射流爆震起爆传播及其自持机理,在等直管道中开展数值模拟和实验观测,研究了热射流对于爆震起爆和自持传播的作用,以及超声速来流条件下爆震的传播模态。结果表明,热射流喷入超声速流场后会促成过驱爆震的形成。控制热射流的喷注可以间接控制收缩通道,一定程度上可以实现对超声速可燃气爆震传播的控制。对于超声速来流马赫数和静压而言,存在一个成功起爆的区间;对于其它参数则存在一个成功起爆与否的临界值。实验观测表明,超声速来流条件下热射流点火后流场中主要存在两种燃烧模式。针对真实超声速来流不均匀特性,分别开展了速度不均匀和组分不均匀条件下爆震数值模拟,探索不均匀超声速来流条件下爆震起爆与自持传播的可行性。结果表明,在速度不均匀超声速可燃气流场中形成动态稳定的激波/马赫爆震波结构,实现匀速稳定前传。组分不均匀超声速可燃气中,发现了流场中存在爆震侧向膨胀的周期动态结构和一种新的爆震动态平衡模态。考虑燃烧室型面对于超声速可燃气爆震的影响,分别对凹腔耦合型面与扩张型面条件下的爆震燃烧开展研究,探索燃烧室型面对超声速气流中爆震起爆与传播特性的影响规律。结果表明,凹腔能够促进热射流成功实现爆震起爆,并导致过驱爆震波的形成。扩张型面条件下,膨胀扇引起的流场不均匀性会导致在激波后方生成未燃射流,提出了未燃射流与已燃产物的快速湍流混合的新机制和爆震波面基本实现驻定传播的机理,并且发现了一定范围内尽管膨胀率增大,扩张角度增大时爆震传播速度更快的现象。基于真实三维爆震,开展大规模详细反应三维超声速可燃气爆震数值模拟,深入研究超声速可燃气中真实的热射流起爆与传播过程。结果表明,三维爆震中侧壁能够促进三波线的碰撞与反射,对超声速可燃气中的爆震起爆作用关键。尽管三维CJ爆震特征参数同二维CJ爆震几乎一致,然而三维爆震在主振荡之外还存在一个次振荡模式,体现出了更强的不稳定性,并且通过定量对比验证了这一结果。