内燃波转子发动机是一种集波转子技术、高效低排放燃烧技术和燃气涡轮发动机技术为一体的新概念发动机，它具有压力波增压效率高、非定常燃烧（如脉冲爆震燃烧、等容燃烧等）热循环效率高、分层燃烧低排放和自身冷却等优势。本文建立内燃波转子热力学循环分析模型，对内燃波转子进行性能分析，并建立物理模型，数值模拟了内燃波转子内的流动和燃烧特性。主要研究成果如下：（1）研究了将内燃波转子应用于某涡轴发动机之后发动机总体性能的变化，结果表明，应用内燃波转子之后，发动机输出轴功和总效率最大提高了35.7%，燃油消耗率降低了23.6%，熵增最大降低了7.6%。综合考虑发动机总体性能和转子通道内残余燃气量两方面因素，内燃波转子发动机最适合在转子通道出口马赫数为0.6的时候工作。在马赫数为0.6时，涡轴发动机总效率和输出轴功率提高了19.88%，燃油消耗率降低了16.58%，熵增降低了6.52%。（2）通过数值模拟内燃波转子内的流动特性，得出在进出口压差为87386.16Pa时内燃波转子预压缩使压气机来流增压约26.33%，温度增加了8.16%，通道内形成了较理想的燃料分布，有利于提高发动机总体效率、可靠点火和组织燃烧；内燃波转子排气端口的气流速度分布比较均匀；在波转子内，进气端口与转子通道接触的地方湍流耗散率较强。通过改变波转子进排气端口间压差发现，在较低的压差下，预压缩作用逐渐减弱，混气形成状况变差，在排气端口处补充燃料后，转子内的混气形成得到改善，但改变了通道内的压力温度分布。减小转速情况下，混气形成得到了明显的改善，进入通道内的燃料量增加，但预压缩作用减弱，尤其是当转子转速降低到2000rpm时，波转子预压缩的增压比大幅度下降。（3）分别研究了氢气和丙烷作燃料时内燃波转子内的燃烧特性，研究表明，如果以氢气作燃料，波转子内迅速形成爆震燃烧，爆震波传播速度达到2000m/s以上，峰值压力达到1.8MPa；以丙烷作燃料，成功实现了等容燃烧，火焰传播速度仅为100m/s左右，没有形成爆震燃烧，但燃烧完成后，波转子内的压力比进气压力提高了300%以上，实现了增压燃烧；在进出口压差降低至0.06MPa时，通过降低转子转速，同样实现了等容燃烧，但当进出口压差降低至0.04MPa时，没有实现稳定的燃烧过程；在离心力为400g~1600g的范围内，随着离心力的增强，火焰的传播速度明显增加，并且火焰峰面的形状发生改变，在通道的内弧面附近燃烧速率较高。