基于燃烧的微动力系统的核心部件是微燃烧器，由于燃烧容积的减小，面容比增加，导致微燃烧器较大的热损失和壁面淬熄，进而引发火焰不稳定和燃烧不充分等问题。为了解决这一问题，引入了催化燃烧的方法。本文在分析国内外相关研究动态的基础上，以矩形微通道作为研究对象，采用数值模拟和实验两种方法，针对其内部的燃烧特性进行研究。　　本研究主要内容包括：⑴测试了微通道内有/无催化条件下不同甲烷流量的可燃极限，并系统研究了进气流速、当量比和通道高度等参数对稳态燃烧特性的影响。实验结果表明：不同甲烷流量下，催化剂的添加可以提高通道内火焰燃烧的稳定性，并提高甲烷燃烧的转化率。随着当量比的增加，通道外壁面中心线温度先升高后下降，且变化趋势与微通道内表面是否有催化材料无关。流速一定且当量比为0.9时，通道外壁面中心线温度最高。通道内添加催化剂，会使外壁面中心线的最高温度降低，还会使外壁面温度分布变均匀。流速相同时，随着通道高度的增加，燃烧反应强度增加。⑵对微通道内氢气-空气的燃烧过程进行实验研究，分析了有/无催化条件下，进气流速和当量比对微通道内燃烧特性的影响，并测量了通道出口的排气温度变化。实验结果表明：有/无催化微通道外壁面中心线温度随进气流速的增加而逐渐升高，但无催化微通道外壁面中心线温度最高点一直保持在通道入口附近，而催化微通道外壁面中心线最高温度点向通道下游偏移，最高温度点在距通道入口2 mm左右，催化剂的存在扩大了通道内的反应区域。随着当量比的增加，有/无催化微通道外壁面中心线温度都先升高后降低，无催化微通道在当量比0.9时外壁面中心线温度最高，而催化微通道在当量比1.0时外壁面中心线温度最高。有/无催化微通道出口排气温度随进气流速的增加呈线性升高，随当量比的增加先升高后降低，催化微通道出口排气温度都高于无催化微通道。⑶建立了矩形微通道内催化燃烧的数值计算模型，实验验证了计算模型的准确性。通过数值模拟研究了不同进气流速、当量比和壁面温度条件下，催化剂添加及催化剂选择对通道内火焰温度及OH自由基浓度场的影响。模拟结果表明：表面催化反应对空间气相反应具有抑制作用，并且铂催化剂的催化效果优于钯催化剂。随着流速增加，微通道中心轴线温度升高，火焰位置向通道下游移动。随着当量比增加，通道内的反应强度先增强后减弱，且当量比相同时，催化微通道内火焰温度均低于无催化微通道。壁面温度影响气相反应强度，随着壁面温度的升高，通道内中心轴线温度升高，通道内气相反应强度增强。