近些年来，如何减少空气污染问题在全球已经成为一个十分重要的研究课题。在航空发动机或燃气轮机化学燃料燃烧过程中，主要的污染物为氮氧化物。为了减少这种污染物的排放，在航空发动机和燃气轮机中应用预混燃烧。预混燃烧虽然减少氮氧化物的排放，但是要求有较长的燃烧室结构，这样增加了燃烧室的声压水平。长时间的声压作用使结构振动，导致燃烧室疲劳变形。本文主要研究燃烧室中燃烧产生的热、声和燃烧室壁面振动三者之间的耦合关系。一些相关论文分别介绍了燃烧室热-声耦合和声-固耦合的研究问题，本文尝试把燃烧室的热、声、结构振动联合起来进行研究。通过对燃烧室热-声-固耦合机理的研究，得出了燃烧火焰、燃烧室声压和燃烧室结构振动三者之间的耦合关系，找出了三者之间耦合的几种研究方法，并使用文中的方法2进行燃烧室模型的热声固耦合研究。为了更加准确研究发动机燃烧室热-声-固耦合，本文采用试验和软件分析相结合的方案。本文进行了燃烧室热-声-固耦合问题研究的试验装置设计，设计的试验装置能满足航空发动机或燃气轮机燃烧室基本特性，同时能进行火焰燃烧情况、声压大小和结构振动的测量，试验装置还设有冷却设备和安全保护装置。本文详细介绍了试验装置的设计思想和主要部件的设计尺寸，并使用FLUENT软件分析了燃烧室热-声耦合现象，结合燃烧产生的温度场、全压力场、速度场和声压力场分析了热对声产生的影响，通过推导得出热声耦合数学计算公式。使用ANSYS软件，计算了燃烧室二维和三维模型的结构振动模态和特征频率，得出几种情况下燃烧室模型的声-固耦合情况；在燃烧室中模拟声压，观察并分析了声压力对结构振动的影响。本文的分析和计算结果可以与将来搭建好的试验装置的测试结果进行比较分析，最后得出燃烧室模型热-声-固之间的耦合关系，对实际航空发动机燃烧室和燃气轮机燃烧室设计与分析有一定的参考价值。