脉冲爆轰发动机(Pulse Detonation Engine，简称PDE)是利用间歇式爆轰波产生高温高压燃气形成推力的一种新概念发动机。PDE具有循环热效率高、比冲大、结构简单、重量轻和推重比高等优点，在未来的航空航天与兵器领域具有广阔的应用前景。但是PDE在工作时会产生较大的脉冲噪声和强振动直接影响到飞行器隐身以及结构声疲劳等，对PDE整体性能以及飞行器安全构成了严重威胁。随着PDE技术的快速发展和各项关键技术的突破，PDE声学性能逐渐受到了重视，对PDE的声学性能进行研究非常必要。本文搭建了能够准确调节填充系数的气液两相PDE爆轰噪声实验平台，研究了多循环下PDE管型与装填条件(包括填充系数与当量比)对爆轰噪声特性的影响。同时以PDE爆轰噪声为研究对象，对爆轰噪声形成与传播过程进行理论建模，并编制相关数值计算程序对爆轰噪声形成与传播过程进行数值模拟。本文的主要工作如下:　　(1)搭建了气液两相PDE爆轰噪声实验平台，实现了不同区域内爆轰噪声的测量，并对爆轰噪声时域上的物理特性进行了实验研究。研究表明PDE爆轰噪声主要由冲击噪声与射流噪声组成。冲击噪声与射流噪声都随着距离的增加而减小。当距离较近时，射流噪声衰减速度小于冲击噪声衰减速度;当距离较远时，射流噪声衰减速度大于冲击噪声衰减速度。爆轰噪声声压曲线呈现明显的L型变化规律，拐点之前爆轰噪声峰值与径向距离r的倒数满足三次方变化规律;拐点之后爆轰噪声峰值与径向距离r的倒数满足一次方变化规律。随着距离的增加，0°方向上爆轰噪声A持续时间先减小后增加，B持续时间随着距离增加而增加。当距离r较小时，随着角度的增加，冲击噪声峰值与射流噪声峰值随之减小;当距离r较大时，指向性发生变化，30°方向的PDE冲击噪声峰值与射流噪声峰值最大。　　(2)针对爆轰噪声特性，将PDE爆轰噪声声场划分为强非线性区、弱非线性区和线性区三个区域。同时对爆轰波在管内形成与传播以及爆轰噪声在强非线性和弱非线性区内传播过程进行数值模拟。其中爆轰波在管内形成与传播以及爆轰噪声在强非线性区传播采用粘性N-S方程进行描述，并采用时空守恒元和求解元方法(简称CE/SE方法)进行求解;弱非线性区域采用The Nonlinear Progressive-wave Equation(简称NPE方程)进行描述，并采用时间分裂方法将NPE方程分解成两项，分别使用CE/SE方法与C-N方法进行求解。研究发现涡的形成与发展对中心轴线上膨胀腔结构形成具有重大影响，进而导致爆轰噪声中射流噪声波形发生震荡。在弱非线性区内，随着传播距离的增加，非线性作用累积，爆轰噪声波形发生畸变同时爆轰噪声波形峰值后移。　　(3)采用傅里叶变换与小波变换，研究爆轰噪声在全部和局部时间范围的频域特性。根据爆轰噪声在不同小波系数下的能量比例不同，提出判别PDE工作状态的新方法(η11/η5小于5为爆燃阶段，η11/η5大于5为爆轰阶段)。研究表明爆轰噪声属于宽频噪声，在0～100kHz范围内均有信号存在，爆轰噪声频域信号由基频和谐频组成。在10～100Hz频段内，随着频谱中爆轰噪声频率的增加，爆轰噪声信号强度基本保持不变;在100～1000Hz频段内，随着频谱中爆轰噪声频率的增加，爆轰噪声信号强度先减弱后增强;而在1000～100kHz频段内，随着频谱中爆轰噪声频率的增加，PDE爆轰噪声频点声压级总体上呈现下降的趋势。随着角度增加，在100～1000Hz频段内爆轰噪声信号强度降低。仪器和导线等实验测试设备和外界环境造成的噪声能量主要在500～1000kHz频段内;爆轰噪声中较为陡峭的上升沿能量主要在15.62～125kHz频段内;爆轰噪声原始信号能量主要集中在0～0.98kHz频段内。爆燃阶段，爆燃噪声能量在中高频与低频均有较高的能量分布;爆轰阶段，爆轰噪声能量主要集中在低频;管外爆轰阶段爆轰噪声能量低频集中效应加剧。　　(4)在搭建的气液两相PDE爆轰噪声实验平台基础上，研究了PDE管径、喷管形状与引射器对爆轰噪声特性的影响。研究表明随着管径增大，所有角度下所有位置处爆轰噪声峰值均增加。管径越小，指向性由0°方向最大转变为30°方向最大的距离越短。当距离较近时，管径增大，爆轰噪声A持续时间增加，当距离较远时，正好相反。喷管能有效减小爆轰噪声峰值，其中收敛扩张喷管降噪效果最好。收敛喷管收敛角度越大，指向性越明显;相反的，扩张喷管和收敛扩张喷管出口口径越大，指向性越不明显。喷管有利于减小PDE爆轰噪声参考半径r0。对于扩张喷管而言，扩张角度越大，r0越小;对于收敛喷管而言，收敛角度越大，r0越小。加装扩张喷管，几乎所有频率下的爆轰噪声信号强度均下降，并且随着扩张角度增加，减弱效果愈加明显。引射器长度增加，PDE推力增益增加并且有效声压级降低。所有形状下的引射器均能增加PDE推力并降低有效声压级，其中扩张引射器效果最好。PDE推力增益与有效声压值均随着引射器距管口距离的增加先增加后降低。综合降噪与推力增益，可以得出最佳的引射器为x/DPDE=2、LEjector/DEjector=2.61下的扩张引射器。　　(5)采用可调谐半导体激光吸收光谱技术对反应产物中的H2O组分进行了测量，搭建了能够准确调节气液两相PDE填充系数的实验平台，分析了当量比、填充系数对爆轰噪声特性影响，同时对爆轰噪声传播时间误差进行分析，并对其进行抑制。研究表明点火时间间隔随着填充系数的增加而增大，但并非呈理想的正比例关系。随着填充系数的增加，冲击噪声峰值与射流噪声峰值随之增大;在爆燃与爆轰的转折点，冲击噪声峰值与射流噪声峰值显著增加。随着填充系数的增加，当距离较近时指向性明显，当距离较远时指向性不明显。随着填充系数增加，10～50Hz频段内的爆轰噪声信号强度增强，50～200Hz频段内的爆轰噪声信号强度减弱。爆轰噪声峰值、A持续时间与爆轰噪声信号强度均随着当量比增加先增加后减小，在当量比为1.1时，达到最大。利用光电传感器采集点火头点火时产生的光信号，以此判断点火头点火时间误差可以忽略不计。爆轰噪声最大到达时间误差出现在0°方向上最高的填充系数下，达328.22μs。其中管内爆轰波传播最大时间间隔误差发生在过驱爆轰波形成阶段，而管外爆轰噪声最大时间间隔误差发生在强非线性区。加装收敛喷管明显减小爆轰噪声到达时间误差，最大的时间间隔误差仍然出现在相同位置处，但误差减小56.13％。　　本论文通过数值模拟与实验相结合的方法，对爆轰噪声形成与传播过程进行研究，揭示了气液两相PDE爆轰噪声传播特性，系统研究了多循环下PDE管型与装填条件对爆轰噪声特性的影响，研究结果对于爆轰噪声机理研究以及PDE工程化应用具有重要意义。