爆轰波是一道带有化学反应的激波,爆轰波阵面冲击未反应气体,引发爆轰化学反应并释放大量的能量,形成高温高压燃爆区,给爆炸现场带来大量的人员伤亡、财产损失和环境破坏。为了研究抑爆防爆,本文开展了爆轰极限及爆轰胞格结构表征研究,构建了爆轰胞格结构动力学模型,开展了多条件多组分的爆轰实验,讨论了爆轰失效准则与胞格结构特征。论文构建了爆轰胞格结构动力学模型,探讨了爆轰波面对未反应气体的绝热压缩过程,分析了绝热压缩作用前后的未反应气体热力学状态,在线性声学理论的基础上,推导了修正参数。搭建爆轰实验平台,选取多组预混气在不同管道中进行实验,测量了爆轰波速度,计算了速度波动,记录了低频与高频螺旋爆轰胞格结构。根据实验结果,讨论了爆轰失效的控制因素。C2H2+O2、C2H2+2.5O2 和 C2H2+2.5O2+70%Ar 爆轰波速度降低为 65%vCJ,速度波动可达δ=50%,而胞格结构是管道中预混气爆轰自持传播的必要条件,胞格结构消失则爆轰失效。分析了环形管道内、外侧壁的胞格结构,测量了胞格尺寸,探讨了内、外侧壁胞格尺寸与初始压力的关系。根据低频螺旋爆轰实验结果,统计了管径-螺距比与轨迹-管轴夹角,与爆轰胞格结构动力学模型相对比,2H2+O2+3Ar、CH4+2O2、C2H2+5N2O 和 C2H2+2.5O2+85%Ar 的实验测量值与理论值最大误差为8.8%和8.7%,验证了爆轰胞格结构动力学模型。对于高频螺旋爆轰的烟膜照片,使用Photoshop优化与描绘三波点轨迹线,编写MATLAB程序对描绘图片进行处理与识别,统计了胞格数量、胞格面积、等径三波点夹角、胞格中心点间距等多组胞格结构参数,推导了等径三波点夹角标准差平均值与等径三波点夹角平均值关系式,计算了近管壁区域胞格平均直径变化率,研究了预混气稳定性以及边界层效应对端面胞格结构的影响。通过研究获得了预混气体管道爆轰失效控制因素,构建了管道中预混气螺旋爆轰胞格的动力学模型,描述了低频螺旋爆轰胞格结构特征;通过实验研究,揭示了胞格结构在爆轰自持传播中的控制作用机制,得到了环形管内、外侧壁胞格尺寸与初始压力的关系;提出了高频螺旋爆轰的分析方法,对烟膜照片进行数字图像处理,研究了边界层效应对端面结构的影响,揭示了高频螺旋爆轰端面结构与预混气稳定性的关系。