有关超音速混合层稳定性的直接数值模拟研究发现，在不稳定波的非线性演化过程中，小激波会出现。为了提供一个可能解释小激波形成的数学理论，本文研究了可压缩混合层对长波扰动的线性和非线性特性。为简单起见，本文采用了时间模式。 在线性稳定性分析中，从Rayleigh 方程出发推导出色散关系，得到增长率ωi精确到O(α3)的近似解析表达式，其中α是波数。并且分别在温度T为常数和不为常数的情况下计算了中性曲线和增长率ωi随α的变化曲线，从而说明温度对三维扰动的影响。经过计算，得到以下结论： 1.混合层流动中，三维扰动比二维扰动稳定。并且，无论马赫数多大，扰动都是不稳定的。随着马赫数的增长，扰动最大增长率会显著下降。 2.不稳定特性对自由来流温度比βT很敏感。当βT=1时比T为常数时更加稳定，但当βT=0.5或2.0时，较低的马赫数(M2＜M＜2)扰动就变得非常不稳定，但随着马赫数的增加，扰动增长率又急剧下降。 3.增长率ωi表达式中，O(α3)起稳定性作用，从而导致不稳定性有一个有限的截断(中性)波数。 混合层长波模态的一个重要性质是，它们是近似的非色散波。非色散波一个重要特点是：非线性相互作用发生在这些波的连续频成分之间，从而可能导致小激波形成。基于这一考虑，我们分析了长波的非线性演化。通过分析临界层内部的动力学，推导出控制扰动的演化系统。再根据线性分析的结果，得到“正则化”的演化系统。该系统有可能具有激波解，将来对它的研究有可能帮助揭示小激波的产生机理。