与通常的燃烧相比，爆轰燃烧具有更高的热力学循环效率。目前，已成熟的爆轰推进装置还几乎没有。实际应用中广泛使用的推进装置都是基于普通燃烧方式，如燃气涡轮风扇发动机等。经过七十余年的发展，基于普通燃烧方式的技术已经十分成熟，要大幅地提高这些机械的推进效率已经变得十分困难。近些年爆轰燃烧方式的发动机在国内外受到广泛关注。　　在目前主要研究的几类爆轰发动机模型中，连续旋转爆轰发动机(Continuously Rotating Detonation Engine，CRDE)因其诸多优点，成为最近几年爆轰推进研究的热点。当前存在的这类发动机模型为同轴圆管模型，并在实验和数值上均已实现。　　在对同轴圆管内的连续旋转爆轰的已有研究成果进行总结分析后，本文提出无内柱的连续旋转爆轰发动机(CRDE)的燃烧室模型。其没有内柱以部分避免发动机工作时面临的严重烧蚀问题。本文通过有限差分数值模拟对这一模型进行了一系列的分析。所用到的控制方程是Euler方程，对其进行Steger-Warming矢通量分裂方法并使用保单调的五阶MPWENO差分格式以捕捉和模拟爆轰波流场。　　本研究首要的结论是这一全新的无内柱CRDE燃烧室模型可以实现连续旋转爆轰。起爆之后，燃烧室内爆轰波经过传播、熄灭、碰撞、再发生等一系列稳定化过程，最终在每个爆轰波面之前形成了恰当的可燃气楔体以预备下一个传播过来的爆轰波面。整个流场之后不断随着波面往前推进，一直稳定工作下去。这一稳定化过程所需时间要稍长于在有内柱CRDE模型内稳定所需时间。在无内柱CRDE稳定爆轰波流场中，数个规则的爆轰波面同向稳定传播。其大小和分布趋向于均匀。每个爆轰波具有和有内柱CRDE模型中相似的结构。燃烧室中间区域填充高温爆轰产物。这些高温产物占据着原来同轴CRDE模型中内柱的位置，避免了内柱面临的严重散热问题。　　在验证了此发动机模型之后，本文首先对燃烧室内爆轰波的频率和速度进行了分析。燃烧室内爆轰波高速传播，频率可达到上万赫兹。由于爆轰波面在径向宽度较大，受到外壁曲率影响，爆轰波面发生弯曲。波面的线速度D是随着各处r的不同而不同的。在靠近外壁面的位置，线速度要大于C-J理论值;在靠内部的区域则是小于理论值。弯曲爆轰波的法向速度Dn则接近于理论速度DC-J。这些都与实验符合得很好。　　在增大燃烧室尺寸时，爆轰波面的个数增加。波面数受到燃烧室半径的影响较大。分析给出了无内柱CRDE内的爆轰波波面数，使得对于有内柱及无内柱的CRDE内的爆轰波分布、波的尺寸量级、波的连续稳定存在与进气关系等问题都有了更深一步的了解和认识。　　通过对比分析有内柱和无内柱CRDE流场，发现两者在进气面静压和速度分布、稳定流场波面数等方面有较大区别。在可燃气楔体内，静压分布，楔体高度等也有明显的不同。在无内柱CRDE内发现了进气端固壁后的回流区以及部分内卷的可燃气。对于内卷的这部分气体，其厚度在mm量级。这使得其不是以爆轰的形式而是以爆燃形式完成燃烧的。由于爆燃的热循环效率低于爆轰，这一定程度上影响了推力性能。两种模型在壁面上的较大差别，使得它们的波的反射等也存在很大的区别。在有内柱CRDE内，由于内壁面的存在，爆轰波面与外壁面的反射波会在内壁面一次甚至多次重复反射。在无内柱CRDE中则不存在这一现象。在这一模型中，爆轰波与外壁面强烈的碰撞和反射后，反射波延伸到空腔内部深处。整个流场结果在径向差别很大，具有明显的三维结构，不再像有内柱CRDE模型那样可勉强视为二维问题。　　无论是在有内柱还是无内柱CRDE燃烧室内，爆轰波面以及新鲜气只存在于燃烧室上游区。在其下游，爆轰波产生的高温高压工质向下游流动并排出燃烧室，产生推力。尽管爆轰波面是周向旋转传播的，但产生的工质大体上均沿轴向运动，直至喷出管外。这使得CRDE能很有效的利用工质动能产生轴向的推力。同时，两种燃烧室内轴向动能比率也有一定的差距。无内柱CRDE内轴向动能比率要稍低于有内柱流场所得到的，即当没有内壁面的约束时，流动更分散了。这导致推力性能的稍许下降。　　对于这一新型推进装置模型的推进性能，本文也做了计算和分析。无内柱CRDE保持了经典CRDE的优点，利用很小尺寸的发动机就能实现非常大的燃料流量。本文计算的模型尺寸在cm量级，所能实现的化学当量比预混气流率达到kg/s量级。在不带喷管的情况下，计算得到无内柱CRDE的比冲在7000 s左右。当燃烧室尺寸变大时，比冲呈现一个稍许的增长。与此同时，质量流率和推力则因进气面积的增加而迅速增加。这一数据与已有的文献数据符合较好，稍微低于有内柱CRDE的比冲。但考虑无内柱CRDE的热负荷等优点，使得其有望成为一个有广阔实用前景的推进器装置。　　在喷管方面，本文对这一CRDE进行了简单的喷管设计。采用收缩扩张喷管，计算得到了带喷管后的流场。喷管大幅增加了发动机的推力，提高到了原来的两倍。比冲由原来的7000 s提高到9660 s。工程可比较比冲为261.1 s，在含有大量不释放化学能的N2的情况下推进性能依然接近目前的工程火箭发动机水平。体现了CRDE较大的推进性能优势。燃烧室内部在喷管上游的流场受到喷管影响较大，与不带喷管时的流场特性有很大的差别。　　此外，利用粒子追踪法，本文对此燃烧室内粒子流动情况进行了追踪和记录。得到了两类典型的粒子运动轨迹以及其对应的热力学循环曲线。　　通过本文的研究工作，对这一新的CRDE模型内爆轰波流场有了初步确认和认识，总结了基本的物理规律和需要进一步研究的问题。为正确理解、认识和应用无内柱CRDE模型这一有广阔实用前景的爆轰推进器装置提供了初步参考。当然，这一新模型提出的同时给出了一系列需要大量讨论的学术问题。深入认识这一新型燃烧室内爆轰波，还需大量的后续工作。