瞬态高温、高压条件下的燃烧不稳定是阻碍整装式含能液体燃烧推进技术发展的一个瓶颈问题。本文对整装式含能液体燃烧稳定性问题的研究历程进行了回顾，基于目前的研究现状，结合整装式含能液体燃烧推进过程的特点，分析了燃烧不稳定的影响因素，提出了通过燃烧室边界形状的约束和诱导作用来控制流动不稳定的发展，进而提高燃烧稳定性的方法，开展了相关机理的实验和理论研究。主要研究内容和结果如下:　　(1)整装式液体中高温燃气射流扩展与掺混过程实验研究　　在实验方面，采用将流动和燃烧过程剥离的冷态实验方法，建立了用于观测高压热气流与整装式液体工质相互作用过程的实验系统，设计了圆柱形与多级渐扩型圆柱观察室，采用高速录像系统，研究高压热气流与整装式液体工质相互作用规律，重点观测了Taylor空腔在多级渐扩型圆柱观察室中的扩展形态以及液体工质被卷吸过程，分析了气液湍流掺混特性，研究了阶梯渐扩型燃烧室结构尺寸、初始点火激励条件对射流扩展过程的影响。实验结果表明，射流扩展过程中在气液交界面上产生Taylor不稳定和Helmholtz不稳定，形成了气液交界面的掺混;圆柱形结构中，射流轴向扩展迅速，径向扩展缓慢，将导致Helmholtz不稳定效应为主的气液掺混机制，射流扩展过程的随机脉动性较大;多级圆柱渐扩型结构中，当射流扩展到渐扩台阶处，诱导径向湍流度增强，使Taylor空腔能很快充满整个边界，在一定程度上降低了射流轴向扩展的随机脉动性，抑制了Helmholtz不稳定效应;渐扩型观察室的形状对射流扩展过程的影响可以用渐扩结构因子ΔD/L表征，当ΔD/L较小时，射流的轴向扩展相对较快;射流扩展过程与观察室渐扩型尺寸及射流强度有关，通过这些参数的合理匹配可以实现对射流发展过程的控制;端盖的滞止作用会造成射流的回流现象，气液面破碎随机性增加，使高速气流与液体间的湍流掺混过程更加复杂。　　(2)燃气射流在整装液体中扩展过程的数值模拟　　建立了二维轴对称气液两相湍流模型，对三级阶梯渐扩型、圆锥渐扩型和圆柱型充液室内的燃气射流扩展过程进行了数值模拟。通过对不同边界下高压燃气射流扩展过程的实验和数值模拟，得到如下结论:充液室边界形状可显著影响高压燃气射流在整装液体中的扩展过程，渐扩型观察室台阶处出现涡流，诱导射流径向扩展，可抑制Taylor空腔轴向发展的随机性，减小气液交界面上Kelvin-Helmholtz不稳定效应的影响，当渐扩结构几何尺寸与Taylor空腔发展相匹配时，燃烧室边界形状在一定程度上可减缓燃烧不稳定的发展。二维轴对称气液两相湍流模型能够反映出燃气射流的扩展规律和特点，计算得到的Taylor空腔扩展形态和扩展速度与实验结果吻合较好。数值模拟结果揭示出液体破碎、卷吸和涡流形成等射流气液两相界面的演变特性，是对实验的补充。　　(3)多级渐扩型模拟推进装置的燃烧特性实验研究　　设计了整装式含能液体的高压燃烧推进实验装置，采用瞬态压力测试技术，在200～500MPa工作压力下，开展了针对多级圆柱渐扩型燃烧室的燃烧推进实验，对瞬态压力测试数据进行了信号分析和特征提取，研究了系统燃烧压力振荡问题，探讨了燃烧室结构参数、含能液体类型等因素对系统燃烧稳定性的影响规律。实验表明:整装式液体药的燃烧推进过程具有非线性，压力振荡的频谱表明系统含有类似混沌运动的非线性特征;阶梯渐扩型燃烧室有利于减弱燃烧室压力振荡，提高燃烧推进过程的稳定性;阶梯数量、阶梯渐扩因子ΔD/L等结构参数影响燃烧推进过程稳定性，增大ΔD/L有利于减小压力振荡，但阶梯数量应有一个最佳值，并非越多越好;不同种类液体药的燃烧推进过程稳定性表现出一定差别。　　(4)整装式含能液体高压燃烧推进过程的数值模拟　　建立了集总参数计算模型，计算出的弹丸出膛速度与实验相比基本吻合，表明集总参数模型能够反映燃烧推进过程的整体变化规律，但对于燃烧过程中出现的压力脉动现象，难以通过集总参数模型体现出来;另外，从多相流体力学、湍流燃烧等理论出发，建立了二维轴对称气液两相流动与燃烧模型，对整装式含能液体的燃烧推进过程进行了数值模拟，刻画出了气穴扩展、液柱加速等燃烧推进过程的主要特征，获得了质量分数、温度、压力等参数的时空分布。计算模型可以模拟出燃烧室的压力振荡现象，阶梯型燃烧室压力的模拟结果与实验曲线符合较好，从数值模拟角度进一步验证了阶梯型结构对增强燃烧稳定性有重要作用。　　通过实验研究和数值模拟，揭示了采用阶梯渐扩型燃烧室边界、通过诱导燃气射流径向扩展来增强燃烧推进过程稳定性的控制机理，研究成果对实现整装式液体炮燃烧稳定性控制具有重要的参考价值。