在模拟飞行Ma6的来流条件下,本文对于超声速单边扩张燃烧室中的一种典型燃烧不稳定现象进行了系统分析,通过控制变量的研究方法剥离了其次要影响因素,对分离区的非对称发展及不稳定性开展了深入研究。以乙烯为工质的并联凹腔单边扩张燃烧室在不同的燃料当量比下呈现出多种燃烧模态:当量比较低时呈主流为超声速的对称燃烧模态;当量比较高时呈主流为亚声速的非对称燃烧模态,扩张壁面为射流尾迹稳焰模式、等直壁面为剪切层稳焰模式;而当量比处于中间范围时呈现间歇性燃烧震荡,激波串轴向大幅运动,分离区与火焰在两侧壁面来回切换。分析表明,火焰对本现象基本没有影响,射流与凹腔共同主导低当量比下对称燃烧工况的规律性震荡,中高当量比下的燃烧不稳定现象由燃烧放热引起的反压主导。射流与凹腔耦合形成的不稳定性在反压较低时使流场呈现规律性震荡,压力震荡主频为200Hz。单边扩张燃烧室在低反压的作用下流动呈对称分离、流场为准稳态;在高反压的作用下流动呈非对称分离、流场具有明显的非定常效应;在中等反压的作用下流动的非定常效应达到最大。非定常流场的静压震荡呈现出宽广的中低频特征,峰值频率出现在100-500Hz之间,没有明显的主频且1000Hz以上的分量可以忽略。分离区发生切换的前提是激波串处于轴向后极限位置,该现象的发生可能与燃烧室的分段膨胀构型有关。扩张流道内当反压处于阈值以下时,分离区为对称结构;当反压超过阈值时,分离区会发展为显著非对称结构;反压在阈值附近时分离区会在对称与非对称两种形态间来回转换。分离区的非对称发展与康达效应有关,单边扩张流道以扩张壁面大分离工况为主,而双边扩张流道两侧壁面大分离区的出现具有随机性。边界层厚度的增加能够促进分离区的发展,而非对称的反压则能够抑制分离区的发展和激波前推。当超声速气流经过扩张拐角时,边界层会明显增厚,因此单边扩张流道的扩张壁面侧分离区更容易发展,在高反压下总是呈现扩张壁面大分离。分离区的低频不稳定性可能源于激波边界层干扰中的低频不稳定性。该不稳定性被大尺度分离区放大,在反压的作用下呈现出频率较低、激波脚轴向运动范围较大的低频不稳定现象。扩张流道内当反压处于阈值附近时可能出现对称结构分离区的大尺度震荡,该震荡存在2000Hz的主频、动态特性显著区别于其他非稳态过程,可能由不同的机制主导。